JP2009514499A - Overvoltage control system and overvoltage control method for power system - Google Patents

Overvoltage control system and overvoltage control method for power system Download PDF

Info

Publication number
JP2009514499A
JP2009514499A JP2008537960A JP2008537960A JP2009514499A JP 2009514499 A JP2009514499 A JP 2009514499A JP 2008537960 A JP2008537960 A JP 2008537960A JP 2008537960 A JP2008537960 A JP 2008537960A JP 2009514499 A JP2009514499 A JP 2009514499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
signal
power supply
voltage
system controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008537960A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4714273B2 (en
Inventor
ファン フェンタイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Systems Inc
Original Assignee
Continental Automotive Systems US Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Systems US Inc filed Critical Continental Automotive Systems US Inc
Publication of JP2009514499A publication Critical patent/JP2009514499A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4714273B2 publication Critical patent/JP4714273B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844—Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本発明は、電気機械と接続されている電力系における過電圧を阻止するためのシステムおよび方法に関する。簡単に説明すると、１つの実施形態による方法は、高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バスにおける動作電圧を検出し、電力系の少なくとも１つのコンポーネントが動作状態であるか否かを求め、検出された動作電圧が閾値電圧を上回り、且つコンポーネントが動作状態でない場合には、電力系の電力変換器に信号を伝送し、電気機械の複数の端子を一緒に短絡させることを特徴とする。  The present invention relates to a system and method for preventing overvoltage in a power system connected to an electrical machine. Briefly described, a method according to one embodiment detects an operating voltage in a high voltage direct current (HVDC) bus, determines whether at least one component of the power system is in operation, and detects detected operation. When the voltage exceeds the threshold voltage and the component is not in operation, a signal is transmitted to the power converter of the power system, and a plurality of terminals of the electric machine are short-circuited together.

Description

背景技術
技術分野
本発明は概して電気的な電力系に関し、より詳細にはＤＣ電力バスシステムにおける過電圧の制御に適した電力系アーキテクチャに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to electrical power systems, and more particularly to power system architectures suitable for overvoltage control in DC power bus systems.

関連技術の説明
交流電流（ＡＣ）電気機械は双方向電力変換器装置を介して直流電流（ＤＣ）系に接続することができる。ＡＣ電気機械がモータとして動作している場合には、変換器はＤＣ電力源から受け取ったＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによりＡＣ電気機械に電力を提供する。このＡＣ電力はＡＣ電気機械に供給される。さらには、変換器はＡＣ電気機械の種々の動作態様、例えば速度および／またはトルクを制御することができる。 Description of Related Art An alternating current (AC) electric machine can be connected to a direct current (DC) system via a bidirectional power converter device. When the AC electric machine is operating as a motor, the converter provides power to the AC electric machine by converting DC power received from the DC power source into AC power. This AC power is supplied to an AC electric machine. Furthermore, the transducer can control various operating aspects of the AC electric machine, such as speed and / or torque.

択一的に、ＡＣ電気機械はトルクが機械シャフトに供給される場合にはジェネレータとして動作することができる。例えば、ＡＣ電気機械駆動型の自動車が制動されている場合、慣性により走行している場合、または下り坂を走行している場合には、変換器がＡＣ電気機械によって生成されたＡＣ電力をＤＣ電力に整流することによりＤＣ電力源にＤＣ電力を提供する。この動作モードは、生成された電力が車両の電力系に戻され蓄積されるので、しばしば回生モードと称される。   Alternatively, the AC electric machine can operate as a generator when torque is supplied to the machine shaft. For example, when an AC electric machine-driven vehicle is being braked, traveling by inertia, or traveling downhill, the converter converts the AC power generated by the AC electric machine to DC DC power is provided to a DC power source by rectifying to power. This mode of operation is often referred to as a regenerative mode because the generated power is returned and stored in the vehicle's power system.

双方向電力変換器のＤＣ側を高電圧（ＨＶ）ＤＣバスに接続することができる。ＤＣ電力源も含めた他のコンポーネントも典型的にＨＶＤＣバスに接続される。ＤＣ電力源および他のコンポーネントはＨＶＤＣバスにおける最大ＤＣ電圧以下で動作するよう設計されている。ＨＶＤＣバスにおけるＤＣ電圧が最大ＤＣ電圧を上回る場合（以下では「過電圧」状態と称する）には、ＤＣ電力源および／または他のコンポーネントが損傷する恐れがある。   The DC side of the bidirectional power converter can be connected to a high voltage (HV) DC bus. Other components, including a DC power source, are also typically connected to the HVDC bus. The DC power source and other components are designed to operate below the maximum DC voltage on the HVDC bus. If the DC voltage on the HVDC bus exceeds the maximum DC voltage (hereinafter referred to as an “overvoltage” condition), the DC power source and / or other components may be damaged.

システムコントローラは典型的に、ＨＶＤＣバスにおける電圧が調整（制御）されるように電力変換器の動作を制御するために使用される。システムコントローラの機能のうちの１つは、ＡＣ電気機械がジェネレータモードで動作している場合にＨＶＤＣバスにおける過電圧状態を阻止することである。   The system controller is typically used to control the operation of the power converter so that the voltage on the HVDC bus is regulated (controlled). One of the functions of the system controller is to prevent an overvoltage condition on the HVDC bus when the AC electric machine is operating in generator mode.

システムコントローラは電源を必要とする。電力がシステムコントローラに供給されない場合、システムコントローラは動作不能になるので、電力変換器を介してＨＶＤＣバスにおける電圧を適切に調整することはできない。つまり、幾つかの動作条件下では、ＨＶＤＣバスに不所望な過電圧が生じる可能性がある。   The system controller requires a power source. If power is not supplied to the system controller, the system controller becomes inoperable and the voltage on the HVDC bus cannot be properly adjusted via the power converter. That is, under some operating conditions, an undesired overvoltage may occur on the HVDC bus.

発明の概要
電気機械に接続される電力系における過電圧を阻止するためのシステムおよび方法を説明する。簡潔に説明すると、１つの態様においてある実施形態は、高電圧直流電流バスにおける動作電圧を検出し、電力系の少なくとも１つのコンポーネントが動作状態であるか否かを求め、検出された動作電圧が閾値電圧を上回り、且つコンポーネントが動作状態でない場合には、電力系の電力変換器に信号を伝送し、電気機械の複数の端子を一緒に短絡させる方法に要約することができる。 SUMMARY OF THE INVENTION A system and method for preventing overvoltage in a power system connected to an electrical machine is described. Briefly described, an embodiment in one aspect detects an operating voltage in a high voltage DC current bus to determine whether at least one component of the power system is in an operating state, and the detected operating voltage is If the threshold voltage is exceeded and the component is not in operation, it can be summarized as a method of transmitting a signal to the power converter of the power system and shorting together the terminals of the electric machine.

別の態様において実施形態は、電気機械がジェネレータモードにおいて動作している場合には電気機械から受け取った交流電流（ＡＣ）電力を直流電流（ＤＣ）電力に変換する変換器と、変換器からのＤＣ電力を受け取るようコンフィギュレートされている高電圧直流電流バスと、電力系を動作させる少なくとも１つのコンポーネントと、コンポーネントの動作状態に対応する状態信号を受信するバックアップ電源を含んでいる、電気機械に電力を供給する電力系に要約され、バックアップ電源はＨＶＤＣバスの検出された動作電圧に対応する電圧信号を受信し、また検出された動作電圧が閾値電圧よりも大きく、且つコンポーネントが動作状態でない場合に信号を電力変換器に伝送し、バックアップ電源は信号に応答して電気機械の複数の端子を一緒に短絡させるよう動作する。   In another aspect, an embodiment includes a converter that converts alternating current (AC) power received from an electric machine into direct current (DC) power when the electric machine is operating in generator mode; An electrical machine comprising: a high voltage direct current bus configured to receive DC power; at least one component operating a power system; and a backup power source receiving a status signal corresponding to the operating state of the component. Summarized in the power system that supplies power, the backup power supply receives a voltage signal corresponding to the detected operating voltage of the HVDC bus, and the detected operating voltage is greater than the threshold voltage and the component is not operating The signal to the power converter and the backup power supply responds to the signal by It operates to short-circuit the child together.

図面の簡単な説明
図面において同一の参照番号は同様の構成素子または同様に作用する構成素子を表す。構成素子の大きさおよび相対的な位置は図面において縮尺通りには示されていない。例えば、種々の構成素子の形状および角度は縮尺通りではなく、これらの構成素子のうちの幾つかは任意の大きさに拡大されて示されており、図面が見易くなるよう配置されている。さらには、図示されている構成素子の特定の形状は、特定の構成素子の実際の形状に関する何らかの情報を提供することを意図したものではなく、単に図面における認識を容易にするために選択された形状に過ぎない。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the drawings, identical reference numbers indicate similar or similarly acting components. The size and relative position of the components are not shown to scale in the drawings. For example, the shapes and angles of the various components are not to scale, and some of these components are shown enlarged to any size and are arranged so that the drawings are easier to see. Further, the particular shape of the illustrated component is not intended to provide any information regarding the actual shape of the particular component, but is simply selected to facilitate recognition in the drawings. It's just a shape.

図１は、１つの実施形態による、略示された電気機械および電力系のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a simplified electrical machine and power system, according to one embodiment.

図２は、バックアップ電源の実施例をより詳細に示したブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing in more detail an embodiment of the backup power supply.

図３は、ヒステリシスコンパレータの実施例をより詳細に示したブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the hysteresis comparator in more detail.

図４は、上側の閾値および下側の閾値を使用する、図３のヒステリシスコンパレータの動作を示した電圧図である。   FIG. 4 is a voltage diagram illustrating the operation of the hysteresis comparator of FIG. 3 using an upper threshold and a lower threshold.

図５は、図２に示したバックアップ電源の２つの制御スイッチおよび線形調整器を示したブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing two control switches and a linear regulator of the backup power source shown in FIG.

図６は、図２に示したバックアップ電源の例示的なプッシュプル変換器を示したブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram illustrating an exemplary push-pull converter of the backup power supply shown in FIG.

図７は、バックアップ電源とトランジスタゲートとの間の４つのインタフェース回路の内の１つを示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing one of four interface circuits between the backup power supply and the transistor gate.

図８は、電力変換器内に存在するトランジスタ装置のブロック図を示す。   FIG. 8 shows a block diagram of a transistor device present in the power converter.

図９は、バックアップ電源の実施形態に基づくプロセッサの簡略化されたブロック図である。   FIG. 9 is a simplified block diagram of a processor according to an embodiment of a backup power supply.

図１０は、電気機械に接続された図１のＤＣ電力系における過電圧を阻止するためのプロセスの実施形態を示したフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an embodiment of a process for preventing overvoltage in the DC power system of FIG. 1 connected to an electrical machine.

図１１は、バックアップ電源の実施形態が実施されている装置のブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram of an apparatus in which an embodiment of a backup power supply is implemented.

発明の詳細な説明
図１は、電気機械１０２および電力系１０４のブロック図である。電力系１０４は交流電流（ＡＣ）バス１０６を介して交流（ＡＣ）電力を電気機械１０２に供給することができる。ある実施例においては、電気機械１０２が永久磁石（ＰＭ）電気機械である。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 is a block diagram of an electric machine 102 and a power system 104. The power system 104 can supply alternating current (AC) power to the electric machine 102 via an alternating current (AC) bus 106. In one embodiment, electric machine 102 is a permanent magnet (PM) electric machine.

電力系１０４は、図示していない他のコンポーネント間において、双方向の電力変換器１０８、主電源１１０、ＨＶＤＣバス１１２、システムコントローラ１１４、ハウスキーピング電源（ＨＫＰＳ）１１６、バッテリ１１８およびバックアップ電源１２０を含む。以下ではシステムの実施形態をより詳細に説明する。   The power system 104 includes a bidirectional power converter 108, a main power supply 110, an HVDC bus 112, a system controller 114, a housekeeping power supply (HKPS) 116, a battery 118, and a backup power supply 120 among other components not shown. Including. In the following, embodiments of the system will be described in more detail.

電力変換器１０８のＤＣ側および主電源１１０は高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バス１１２に接続されている。電気機械１０２はＡＣバス１０６を介して電力変換器１０８のＡＣ側に接続されている。   The DC side of the power converter 108 and the main power supply 110 are connected to a high voltage direct current (HVDC) bus 112. The electric machine 102 is connected to the AC side of the power converter 108 via the AC bus 106.

電気機械１０２がモータとして動作している場合には、電力変換器１０８は主電源１１０から受け取った直流（ＤＣ）電力をＡＣ電力に変換することにより電気機械１０２に電力を供給する。   When electric machine 102 is operating as a motor, power converter 108 supplies electric power to electric machine 102 by converting direct current (DC) power received from main power supply 110 into AC power.

択一的に、電気機械１０２がジェネレータとして動作している場合には、電力変換器１０８は電気機械１０２により生成されたＡＣ電力をＤＣ電力に整流することにより主電源１１０にＤＣ電力を供給する。   Alternatively, when electric machine 102 is operating as a generator, power converter 108 supplies DC power to main power supply 110 by rectifying AC power generated by electric machine 102 into DC power. .

例えば、電気機械１０２が自動車を動作させているならば、車両が制動されているか、慣性により走行しているか、下り坂を走行している場合には電気機械１０２はジェネレータモードで動作することができる。通常の動作状態中には、電力変換器１０８をＨＶＤＣバス１１２における動作電圧を調整、制御および／または制限するために起動させることができる。   For example, if the electric machine 102 is operating an automobile, the electric machine 102 may operate in generator mode if the vehicle is being braked, traveling due to inertia, or traveling downhill. it can. During normal operating conditions, the power converter 108 can be activated to regulate, control and / or limit the operating voltage on the HVDC bus 112.

上述したように、最大ＨＶＤＣ電圧を上回らないようにＨＶＤＣバス１１２の電圧は調整される。動作ＤＣ電圧が最大ＨＶＤＣ電圧を上回ると、上述した１つまたは複数のコンポーネントが損傷する可能性がある。   As described above, the voltage on the HVDC bus 112 is adjusted so as not to exceed the maximum HVDC voltage. If the operating DC voltage exceeds the maximum HVDC voltage, one or more of the components described above can be damaged.

通常の動作状態中にはシステムコントローラ１１４は、電力変換器１０８内に存在するコンポーネントがＨＶＤＣバス１１２上のＤＣ動作電圧を調整し、電力変換器へのＤＣ動作電圧を制御するように動作するようコネクション部１２２を介して制御信号を供給する。電力はＨＫＰＳ１１６によってコネクション１２４を介してシステムコントローラ１１４に供給される。ＨＫＰＳ１１６は典型的には主電源１１０からコネクション１２６を介して電力を受け取り、受け取った電力をシステムコントローラ１１４の動作に適した電圧および／または電流に変圧および／または変換する。電力が主電源１１０から供給されない場合には、コネクション１２８を介してシステムコントローラ１１４にバックアップ電源の電力を供給するためにバッテリ１１８を使用することができる。付加的には、始動時にＨＫＰＳ１１６はコネクション１２８を介してバッテリ１１８から電力を受け取り、受け取った電力をシステムコントローラ１１４の動作に適した電圧および／または電流に変圧および／または変換することができる。一度主電源１１０が完全に動作できる態になると、ＨＫＰＳ１１６は電力をバッテリ１１８からではなく主電源１１０から受け取ることができる。   During normal operating conditions, the system controller 114 operates such that components residing in the power converter 108 regulate the DC operating voltage on the HVDC bus 112 and control the DC operating voltage to the power converter. A control signal is supplied via the connection unit 122. Power is supplied to system controller 114 via connection 124 by HKPS 116. The HKPS 116 typically receives power from the main power supply 110 via the connection 126 and transforms and / or converts the received power into a voltage and / or current suitable for operation of the system controller 114. If power is not supplied from the main power supply 110, the battery 118 can be used to supply the backup power supply to the system controller 114 via the connection 128. Additionally, at startup, HKPS 116 can receive power from battery 118 via connection 128 and transform and / or convert the received power to a voltage and / or current suitable for operation of system controller 114. Once main power source 110 is fully operational, HKPS 116 can receive power from main power source 110 rather than from battery 118.

上述のＤＣ電力系１０４の信頼性が問題になる可能性がある。例えば、ＤＣ電力系１０４は、モータの信頼性が非常に高いことが所望される機械を作動させる電気機械１０２に給電することができる。したがって、ＨＫＰＳ１１６が動作不能になると、ＨＶＤＣバス１１２におけるＤＣ電圧が最大ＨＶＤＣ電圧を上回る場合には、バックアップ電源１２０の種々の実施形態がＨＶＤＣバス１１２におけるＤＣ電圧を制限するよう動作する。   The reliability of the above-described DC power system 104 may become a problem. For example, the DC power system 104 can power an electrical machine 102 that operates a machine where it is desired that the motor be very reliable. Thus, when the HKPS 116 becomes inoperable, various embodiments of the backup power supply 120 operate to limit the DC voltage on the HVDC bus 112 if the DC voltage on the HVDC bus 112 exceeds the maximum HVDC voltage.

バックアップ電源１２０の実施形態は通常の動作状態中は停止される。この停止されたモードを「スリープ」モードと称する。ＨＶＤＣバス１１２の電圧が少なくとも最大ＨＶＤＣ電圧を下回っている限りにおいて、もしくは少なくともＨＶＤＣ電圧閾値以下である限りにおいて、バックアップ電源１２０の実施形態はスリープモードにとどまる。ＨＶＤＣ電圧閾値は、少なくとも選択されたマージンだけ最大ＨＶＤＣ電圧以下である値に選択される（幾つかの実施形態においてはＨＶＤＣ電圧閾値を最大ＨＶＤＣ電圧に等しく規定することができる）。   Embodiments of the backup power source 120 are turned off during normal operating conditions. This stopped mode is referred to as a “sleep” mode. As long as the voltage on the HVDC bus 112 is at least below the maximum HVDC voltage, or at least below the HVDC voltage threshold, embodiments of the backup power supply 120 remain in sleep mode. The HVDC voltage threshold is selected to a value that is less than or equal to the maximum HVDC voltage by at least a selected margin (in some embodiments, the HVDC voltage threshold can be defined equal to the maximum HVDC voltage).

上述したように、幾つかの動作状態中にはＨＶＤＣバス１１２における動作電圧がＨＶＤＣ電圧閾値を上回る可能性がある。例えば、ＨＫＰＳ１１６が動作不能になり、且つ電気機械１０２がジェネレータモードで動作している場合には、ＨＶＤＣ１１２における動作電圧が不所望に増大し、制御不能になる可能性がある。そのような動作状態においては、以下において説明するように、ＨＶＤＣバス１１２における動作電圧がＨＶＤＣ電圧閾値を越えて上昇するとバックアップ電源１２０を起動させることができる。   As mentioned above, the operating voltage on the HVDC bus 112 may exceed the HVDC voltage threshold during some operating states. For example, if the HKPS 116 becomes inoperable and the electric machine 102 is operating in generator mode, the operating voltage at the HVDC 112 may increase undesirably and become uncontrollable. In such an operating state, the backup power supply 120 can be activated when the operating voltage on the HVDC bus 112 rises above the HVDC voltage threshold, as will be described below.

バックアップ電源１２０の実施形態はコネクション１３０を介してＨＶＤＣバス１１２の電圧を監視する。便宜上「ＨＶ＿ｄｃ」と記す状態信号、または他の状態信号がコネクション１３０を介して主電源１１０から供給される。ＨＶ＿ｄｃはＨＶＤＣバス１１２の動作電圧に対応する。別の実施形態においてバックアップ電源１２０は、ＨＶＤＣバス１１２の動作電圧を直接的に監視するようコンフィギュレートされているコンポーネントを含む。さらに別の実施形態においては、別の装置がＨＶ＿ｄｃ信号をバックアップ電源１２０に供給することができる。択一的な実施形態においては、状態信号ＨＶ＿ｄｃがＨＶＤＣバス１１２の動作電圧はＨＶＤＣ電圧閾値（または実施形態に応じて、上側ＨＶＤＣ電圧閾値および下側ＨＶＤＣ電圧閾値によって規定されるＨＶＤＣ電圧閾値範囲）を上回っているか下回っているかに対応する。すなわち、ＨＶＤＣバス１１２の電圧がＨＶＤＣ電圧閾値と比較され、ＨＶＤＣバス１１２の電圧がＨＶＤＣ電圧閾値よりも大きいか小さいか（および／または等しいか）が示される。   The backup power supply 120 embodiment monitors the voltage on the HVDC bus 112 via connection 130. For convenience, a status signal indicated as “HV_dc” or another status signal is supplied from the main power supply 110 via the connection 130. HV_dc corresponds to the operating voltage of the HVDC bus 112. In another embodiment, backup power supply 120 includes components that are configured to directly monitor the operating voltage of HVDC bus 112. In yet another embodiment, another device can provide the HV_dc signal to the backup power source 120. In an alternative embodiment, the status signal HV_dc is the operating voltage of the HVDC bus 112 is the HVDC voltage threshold (or the HVDC voltage threshold range defined by the upper and lower HVDC voltage thresholds, depending on the embodiment). Corresponds to whether it is above or below. That is, the voltage on the HVDC bus 112 is compared to the HVDC voltage threshold to indicate whether the voltage on the HVDC bus 112 is greater than or less than (and / or equal to) the HVDC voltage threshold.

バックアップ電源１２０の幾つかの実施形態は、バックアップ電源１２０のオペラビリティをテストする手段および／またはバックアップ電源１２０の状態をシステムコントローラ１４０に示す手段を有する。例えば、システムコントローラ１１４は周期的に（例えばシステム起動時に）、バックアップ電源１２０の動作状態をテストするために、例えば「ＳＣ＿Ｔｅｓｔ」と表す適切な信号をコネクション１３４を介して送信する。バックアップ電源１２０は自己診断を実施し、例えば「ＢＰ＿ＦＢ」と表される適切なフィードバック信号をシステムコントローラ１１４に送信することによってシステムコントローラ１１４に応答する。種々の実施形態において、信号ＢＰ＿ＦＢを特定の通信スキーマおよび／または使用される信号フォーマットに依存して、コネクション１３５、コネクション１３４または他の適切なコネクションを介して伝送することができる。バックアップ電源１２０が動作状態でなく、ＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号に適切に応答しない場合には、システムコントローラ１１４は適切な調整アクションおよび／または予防アクション（例えば、車両の始動を許可しない、および／または、ドライバに警告する）を行うための保護ルーチンを実行することができる。１つの例示的なシナリオにおいては、ＨＫＰＳ１１６が入力電力をシステムコントローラ１１４に供給できない場合、システムコントローラ１１４が動作不能になる可能性がある。例えば、ＨＫＰＳ１１６は（主電源１１０および／またはバッテリ１１８からの）電力が不足することによって、または内部コンポーネントのエラーによって動作不能になる可能性がある。このシナリオにおいては、ＨＰＫＳ１１６の動作状態を示している、例えば「ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ」と表される適切な状態信号または同様の信号がコネクション１３２を介して供給される。したがって、システムＨＫＰＳ１１６が故障すると、バックアップ電源１２０によって故障した状態が検出される。   Some embodiments of the backup power source 120 include means for testing the operability of the backup power source 120 and / or indicating the status of the backup power source 120 to the system controller 140. For example, the system controller 114 periodically (eg, at system startup) sends an appropriate signal, eg, “SC_Test”, over the connection 134 to test the operational state of the backup power supply 120. The backup power supply 120 performs a self-diagnosis and responds to the system controller 114 by sending an appropriate feedback signal, eg, “BP_FB”, to the system controller 114. In various embodiments, the signal BP_FB can be transmitted over connection 135, connection 134, or other suitable connection, depending on the particular communication schema and / or signal format used. If the backup power source 120 is not operational and does not respond appropriately to the SC_Test signal, the system controller 114 may take appropriate adjustment and / or preventive actions (eg, not allow the vehicle to start and / or warn the driver). A protection routine can be executed. In one exemplary scenario, if the HKPS 116 cannot supply input power to the system controller 114, the system controller 114 may become inoperable. For example, HKPS 116 may become inoperable due to lack of power (from main power supply 110 and / or battery 118) or due to an internal component error. In this scenario, an appropriate status signal, such as “HKPS_lost”, or similar signal indicating the operational state of the HPKS 116 is provided via the connection 132. Therefore, when the system HKPS 116 fails, the backup power supply 120 detects a failure state.

別のシナリオにおいては、例えばシステムコントローラ１１４のコンポーネントが故障したような場合にはシステムコントローラ１１４自体が動作不能になる可能性がある。この場合、システムコントローラ１１４の動作状態を表す適切な状態信号または同様の信号がシステムコントローラ１１４から供給される。したがって、システムコントローラ１１４が故障すると、バックアップ電源１２０によって故障した状態が検出される。   In another scenario, the system controller 114 itself can become inoperable, for example, if a component of the system controller 114 fails. In this case, an appropriate status signal or similar signal representing the operating status of the system controller 114 is supplied from the system controller 114. Therefore, when the system controller 114 fails, the backup power supply 120 detects a failure state.

バックアップ電源１２０の上述の実施形態はＨＫＰＳ１１６の動作状態を検出する。例として、ＨＫＰＳ１１６の動作状態を監視する実施形態を上記において説明した。関心のある他の装置および／またはそれらのコンポーネントの動作状態をバックアップ電源１２０の択一的な実施形態によって監視することができる。   The above-described embodiment of the backup power source 120 detects the operating state of the HKPS 116. As an example, an embodiment for monitoring the operating state of the HKPS 116 has been described above. The operational status of other devices of interest and / or their components can be monitored by alternative embodiments of the backup power supply 120.

ＨＫＰＳ１１６または監視される他の装置および／またはそのコンポーネントが動作不能になったことが検出されると、バックアップ電源１２０はコネクション１３６を介して電力変換器１０８内のコンポーネントに信号を供給し、電気機械１０２の端子が電気的に短絡される。電気機械１０２の端子を電気的に短絡させる少なくとも１つの効果はＨＶＤＣバス１１２の電圧を低下させることである。   When it is detected that HKPS 116 or other monitored device and / or its components have become inoperable, backup power supply 120 provides signals to components in power converter 108 via connection 136 to The terminal 102 is electrically short-circuited. At least one effect of electrically shorting the terminals of the electrical machine 102 is to reduce the voltage on the HVDC bus 112.

電力変換器１０８は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のような複数のトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）および関連する逆並列ダイオードを含むが、これらに制限されるものではない。そのようなトランジスタ装置８０２を「電力半導体デバイス」とも称する。したがってコネクション１３６における信号は、電気機械１０２の端子が電気的に短絡され、これによりＨＶＤＣバス１１２の動作電圧が低減されるように電力変換器１０８内のトランジスタを作動させるようコンフィギュレートされている。１つの実施形態においては、トランジスタ装置８０２のゲートが制御されると、電気機械の複数の端子が一緒に短絡されるように、少なくとも１つのゲート信号が形成され、および／または、コネクション１３６を介して複数のトランジスタ装置に伝送される。特定の実施形態を以下においてより詳細に説明する。   The power converter 108 includes a plurality of transistor devices 802 (see FIG. 8) and associated anti-parallel, such as field effect transistors (FETs), metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) or insulated gate bipolar transistors (IGBTs). Including, but not limited to, a diode. Such a transistor device 802 is also referred to as a “power semiconductor device”. Thus, the signal on connection 136 is configured to activate the transistors in power converter 108 such that the terminals of electrical machine 102 are electrically shorted, thereby reducing the operating voltage of HVDC bus 112. In one embodiment, when the gate of transistor device 802 is controlled, at least one gate signal is formed and / or via connection 136 such that the terminals of the electrical machine are shorted together. Transmitted to a plurality of transistor devices. Specific embodiments are described in more detail below.

以下では、図２から図７に示されている、選択された実施例を詳細に説明する。以下説明する実施例は、上述のバックアップ電源１２０（図１を参照されたい）の選択された実施形態を使用する、例示的なＤＣ電力系１０４の動作の種々の原理を表すものである。以下説明するシステム、装置および／またはコンポーネントは代替的なシステム、装置および／またはコンポーネントを使用して実現しても良い。その種のシステム、装置および／またはコンポーネントは同様の動作および／または機能を有することができる。択一的に、その種のシステム、装置および／またはコンポーネントを、図２から図７に示されているものとは異なるようにコンフィギュレートすることができる。さらに、異なる動作および／または機能を有している（ここでは説明しない、または簡潔のために図２から図７には示されていない）他のシステム、装置および／またはコンポーネントを使用してもよい。   In the following, the selected embodiment shown in FIGS. 2 to 7 will be described in detail. The examples described below are representative of various principles of operation of the exemplary DC power system 104 using selected embodiments of the backup power supply 120 described above (see FIG. 1). The systems, devices and / or components described below may be implemented using alternative systems, devices and / or components. Such systems, devices and / or components can have similar operations and / or functions. Alternatively, such systems, devices and / or components can be configured differently than those shown in FIGS. In addition, other systems, devices and / or components may be used that have different operations and / or functions (not described here or not shown in FIGS. 2-7 for brevity). Good.

図２は、バックアップ電源１２０の選択された実施例をより詳細に示したブロック図である。バックアップ電源１２０に対する２つの入力１３２および１３４はそれぞれＨＫＰＳ１１６（ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ入力）およびシステムコントローラ１１４（ＳＣ＿Ｔｅｓｔ）に由来する。バックアップ電源１２０の出力１３６は、電力変換器１０８（図１および図８を参照されたい）内に存在するトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）のゲートに送信される。択一的な実施形態においては、コネクション１３５（ＢＰ＿ＦＰ）を介してシステムコントローラ１１４（図１を参照されたい）へのフィードバックが供給される。   FIG. 2 is a block diagram illustrating the selected embodiment of the backup power supply 120 in more detail. The two inputs 132 and 134 to the backup power supply 120 are derived from HKPS 116 (HKPS_lost input) and system controller 114 (SC_Test), respectively. The output 136 of the backup power supply 120 is sent to the gate of a transistor device 802 (see FIG. 8) that resides within the power converter 108 (see FIGS. 1 and 8). In an alternative embodiment, feedback is provided to system controller 114 (see FIG. 1) via connection 135 (BP_FP).

バックアップ電源１２０を条件に応じて、上述の入力１３２，１３４のいずれかによって作動させることができる。この条件は、ＨＶ＿ｄｃ信号に対応するＨＶＤＣバス１１２（図１を参照されたい）の動作電圧が少なくとも閾値電圧を上回っていなければならいということである。この実施例においては、電圧閾値は３００Ｖｄｃに設定されている。ＤＣ電源およびＨＶＤＣバス１１２において予定される動作電圧範囲の設計要件に基づいたあらゆる適切な電圧閾値を選択することができる。   The backup power source 120 can be activated by any of the above-described inputs 132, 134 depending on conditions. This condition is that the operating voltage of the HVDC bus 112 (see FIG. 1) corresponding to the HV_dc signal must be at least above the threshold voltage. In this embodiment, the voltage threshold is set to 300 Vdc. Any suitable voltage threshold can be selected based on the design requirements of the expected operating voltage range at the DC power source and HVDC bus 112.

種々の動作状態において、バックアップ電源１２０をコネクション１３４における適切な信号（ＳＣ＿Ｔｅｓｔ）によって作動させることができる。そのような動作状態は、電気機械１０２の端子を電気的に短絡させることなく、バックアップ電源１２０の動作信頼性を検査するために使用することができる種々のテストを含むが、本願はこれに制限されるものではない。つまり、バックアップ電源がテストされる場合（ＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号が存在する）、（ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ信号およびＨＶ＿ｄｃバス信号が同時に存在しない限りにおいて。下記の表１を参照されたい）端子の短絡を生じさせる上述の信号は電力変換器１０８に伝送されない。   In various operating conditions, the backup power source 120 can be activated by an appropriate signal (SC_Test) on connection 134. Such operating conditions include various tests that can be used to test the operational reliability of the backup power supply 120 without electrically shorting the terminals of the electrical machine 102, but the present application is not limited thereto. Is not to be done. That is, if the backup power supply is tested (the SC_Test signal is present) (unless the HKPS_lost signal and the HV_dc bus signal are present simultaneously, see Table 1 below) Not transmitted to the power converter 108.

したがって、出力インタフェース２１６内に存在するスイッチ１１０４（図１１を参照されたい）は、バックアップ電源１２０が電力変換器１０８に接続されないように操作される。テストがコネクション１３４におけるＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号に応答して行われる場合には、テスト結果に対応するフィードバック信号（ＢＰ＿ＦＢ）がコネクション１３５を介してシステムコントローラ１１４に伝送される。   Accordingly, the switch 1104 (see FIG. 11) present in the output interface 216 is operated such that the backup power source 120 is not connected to the power converter 108. When the test is performed in response to the SC_Test signal on the connection 134, a feedback signal (BP_FB) corresponding to the test result is transmitted to the system controller 114 via the connection 135.

例えば、システムコントローラ１１４はコネクション１３４を介してＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号をバックアップ電源１２０に伝送することができるが、本願はこれに制限されるものではない。バックアップ電源１２０の出力が適切である場合（それ以外の場合には、種々の実施形態においては出力インタフェース２１６におけるスイッチ１１０４が開かれることなく、バックアップ電源１２０の出力がコネクション１３６に伝送される）、適切なフィードバック信号（ＢＰ＿ＦＰ）を形成することができ、またコネクション１３５を介してシステムコントローラ１１４に伝送される。システムコントローラ１１４はバックアップ電源の動作信頼性を評価するためにフィードバック信号を分析する。多数のタイプのテスト、またその対応するフィードバック信号が存在し、これらはバックアップ電源１２０および／またはその内部に存在するコンポーネントにおいて実施することができ、またそのようなテストおよびフィードバック信号は都合良く説明するには数が多すぎる。その種の全てのテストおよびフィードバック信号は本発明の範囲内に含まれることが意図されている。   For example, the system controller 114 can transmit the SC_Test signal to the backup power source 120 via the connection 134, but the present application is not limited thereto. If the output of backup power supply 120 is appropriate (otherwise, in various embodiments, the output of backup power supply 120 is transmitted to connection 136 without opening switch 1104 at output interface 216), An appropriate feedback signal (BP_FP) can be formed and transmitted to system controller 114 via connection 135. The system controller 114 analyzes the feedback signal to evaluate the operational reliability of the backup power supply. There are numerous types of tests and their corresponding feedback signals, which can be performed on the backup power supply 120 and / or components residing therein, and such tests and feedback signals are conveniently described. There are too many. All such test and feedback signals are intended to be included within the scope of the present invention.

テストは種々の状態に依存して開始される。例えば、電力系１０４の起動中にバックアップ電源１２０のテストを開始することが望ましい。幾つかの実施形態においては、バックアップ電源１２０のテストを周期的に実施することが望ましい。したがって、タイマ１３８または同様のものをシステムコントローラ１１４に接続することができるか、システムコントローラ１１４内に設けることができ、これによりタイマ１３８はテストを周期的に開始するために信号または同様のものを周期的に形成することができる。バックアップ電源１２０のテストを開始することが望ましい他の例示的な状況を以下において説明する。   The test is initiated depending on various conditions. For example, it is desirable to start a test of the backup power supply 120 while the power system 104 is activated. In some embodiments, it may be desirable to test the backup power supply 120 periodically. Thus, a timer 138 or the like can be connected to the system controller 114 or provided within the system controller 114 so that the timer 138 can use a signal or the like to initiate a test periodically. It can be formed periodically. Other exemplary situations where it is desirable to begin testing backup power supply 120 are described below.

２つの入力１３２および１３４（ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔおよびＳＣ＿Ｔｅｓｔ）およびＨＶ＿ｄｃバス（検出された動作電圧は３００Ｖｄｃ電圧閾値を上回る）に関する論理的なレベルはアクティブローとし、またフィードバックおよび出力はアクティブハイであるとする。表１は１つの実施例に関する入力／出力の真理表である。

Figure 2009514499
Assume that the logical levels for the two inputs 132 and 134 (HKPS_lost and SC_Test) and the HV_dc bus (the detected operating voltage is above the 300Vdc voltage threshold) are active low, and the feedback and output are active high. Table 1 is an input / output truth table for one embodiment.
Figure 2009514499

表１は、ＨＶＤＣバス１１２の動作電圧が３００Ｖｄｃを下回る場合（論理的に１）、バックアップ電源１２０は起動されないことを示す（最初の４つの状態）。したがって、他の入力の状態を問わず、バックアップ電源１２０からの出力またはフィードバック信号はない。ＨＶＤＣバス１１２の動作電圧が３００Ｖｄｃを上回る場合（論理的に０）、いずれかの入力または両方の入力がアクティブローであれば（論理的に０）コネクション１３５におけるフィードバック信号が形成される。ＨＶＤＣバス１１２の動作電圧が３００Ｖｄｃを上回る場合（論理的に０）、ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ入力がアクティブローであれば（論理的に０）コネクション１３６における出力信号が形成される。例えば、ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ入力信号がアクティブローであり（論理的に０）且つＨＶＤＣバス１１２の動作電圧が３００Ｖｄｃを上回る場合（論理的に０）には、バックアップ電源１２０からの出力信号が形成される。   Table 1 shows that when the operating voltage of the HVDC bus 112 is below 300 Vdc (logically 1), the backup power supply 120 is not activated (first four states). Therefore, there is no output or feedback signal from the backup power source 120 regardless of other input states. When the operating voltage of the HVDC bus 112 is above 300 Vdc (logically 0), a feedback signal on connection 135 is formed if either or both inputs are active low (logically 0). When the operating voltage of the HVDC bus 112 exceeds 300 Vdc (logically 0), the output signal on connection 136 is formed if the HKPS_lost input is active low (logically 0). For example, when the HKPS_lost input signal is active low (logically 0) and the operating voltage of the HVDC bus 112 exceeds 300 Vdc (logically 0), an output signal from the backup power supply 120 is formed.

バックアップ電源１２０は少なくとも以下の機能ブロックを含む。入力論理ゲートおよびアイソレーション２０２、ヒステリシスコンパレータ２０４、分圧器および電圧調整器２０６、線形調整器２０８、第１の制御スイッチ２１０、第２のスイッチ２１２，プッシュプル変換器２１４（ｄｃ／ｄｃコンバータとも称する）および出力インタフェース２１６。以下ではこれらのコンポーネントの動作を選択された実施例に関して詳細に説明する。   The backup power source 120 includes at least the following functional blocks. Input logic gate and isolation 202, hysteresis comparator 204, voltage divider and voltage regulator 206, linear regulator 208, first control switch 210, second switch 212, push-pull converter 214 (also referred to as dc / dc converter) ) And output interface 216. In the following, the operation of these components will be described in detail with respect to selected embodiments.

入力論理ゲートおよびアイソレーション２０２ブロックは論理ＡＮＤゲートを介して２つの入力信号（ＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ入力およびＳＣ＿Ｔｅｓｔ）を受け取り、光アイソレータ（図示せず）を通過させる。２つの入力１３２，１３４のいずれかがアクティブローである場合には、出力２１８が論理的にロー状態である（イネーブル）。両方の入力１３２，１３４がインアクティブである場合には、出力２１８は高インピーダンス状態になる（ディスエーブル状態）。   The input logic gate and isolation 202 block receives two input signals (HKPS_lost input and SC_Test) via a logical AND gate and passes through an optical isolator (not shown). If either of the two inputs 132, 134 is active low, the output 218 is logically low (enabled). When both inputs 132 and 134 are inactive, output 218 is in a high impedance state (disabled state).

図３は、ヒステリシスコンパレータ２０４の考えられる１つの実施形態を示すブロック図である。ヒステリシスコンパレータ２０４ブロックはヒステリシス電圧コンパレータである。ヒステリシスコンパレータ２０４に対する入力は分圧器および電圧調整器２０６に由来する。入力２２０は入力論理ゲートおよびアイソレーション２０２のブロック（イネーブル／ディスエーブル回路；図示せず）の出力２１８によって制御される（イネーブル／ディスエーブル）。例示的なヒステリシスコンパレータ２０４は入力論理ゲート３００、５ボルト（５Ｖ）の基準電圧へのコネクション３０２および５つの抵抗（Ｒ１〜Ｒ５）を有する。入力論理ゲートおよびアイソレーション２０２（図１を参照されたい）の２つの入力１３２，１３４の一方または両方がアクティブである場合には、ヒステリシスコンパレータ２０４への入力２２０はイネーブルになる（イネーブル／ディスエーブル回路；図示せず）。   FIG. 3 is a block diagram illustrating one possible embodiment of the hysteresis comparator 204. The hysteresis comparator 204 block is a hysteresis voltage comparator. The input to the hysteresis comparator 204 comes from the voltage divider and voltage regulator 206. Input 220 is controlled (enable / disable) by input logic gate and output 218 of a block of isolation 202 (enable / disable circuit; not shown). The exemplary hysteresis comparator 204 has an input logic gate 300, a connection 302 to a reference voltage of 5 volts (5V), and five resistors (R1-R5). When one or both of the two inputs 132, 134 of the input logic gate and isolation 202 (see FIG. 1) are active, the input 220 to the hysteresis comparator 204 is enabled (enable / disable). Circuit; not shown).

図４は、上側閾値電圧および下側閾値電圧を使用するヒステリシスコンパレータ２０４（図３を参照されたい）の動作を説明するための電圧図４００である。ヒステリシスコンパレータ２０４の出力２２２はＨＶＤＣバス１１２の電圧を測定することにより求められる。ＨＶＤＣバス１１２の電圧が上側閾値（ＶTH）を上回る場合には、ヒステリシスコンパレータ２０４の出力２２２はハイになる。ＨＶＤＣバス１１２の電圧が下側閾値（ＶTL）を下回る場合には、ヒステリシスコンパレータ２０４の出力２２２はローになる。図３の例示的なコンパレータにおいては、上側閾値および下側閾値が次式により定義される。

Figure 2009514499
FIG. 4 is a voltage diagram 400 for explaining the operation of the hysteresis comparator 204 (see FIG. 3) using the upper threshold voltage and the lower threshold voltage. The output 222 of the hysteresis comparator 204 is determined by measuring the voltage on the HVDC bus 112. When the voltage on the HVDC bus 112 exceeds the upper threshold (V TH ), the output 222 of the hysteresis comparator 204 goes high. When the voltage on the HVDC bus 112 is below the lower threshold (V TL ), the output 222 of the hysteresis comparator 204 goes low. In the exemplary comparator of FIG. 3, the upper and lower thresholds are defined by the following equations:
Figure 2009514499

この実施例では以下のパラメータが適用される。ＶTH＝２．９８１ＶおよびＶTL＝２．４８１Ｖに設定し、２０ｋのＲ３を選択すると、Ｒ４は２００ｋになり、８４．５ｋのＲ２を選択するとＲ１は１００ｋになる。図３におけるＲ５は１０ｋ（Ｒ４＞＞Ｒ５）に設定され、外部プルアップとして使用される。ＶCCは給電電圧である。上記の式（１）および（２）中のＶTHおよびＶTLはＨＶＤＣバス１１２閾値（下記を参照されたい）のスケーリングされた形である。 In this embodiment, the following parameters are applied. Setting V TH = 2.981V and V TL = 2.481V, and selecting 20k R3, R4 becomes 200k, and 84.5k R2 selects R1 100k. R5 in FIG. 3 is set to 10k (R4 >> R5) and is used as an external pull-up. V CC is a power supply voltage. V TH and V TL in equations (1) and (2) above are scaled forms of the HVDC bus 112 threshold (see below).

ヒステリシスコンパレータ２０４の入力２２０はＨＶＤＣバス１１２を介して接続されている分圧器および電圧調整器２０６に由来する。この実施例においては、分圧器のスケーリングファクタは０．９９％である。２．４８１Ｖの下側閾値においては、対応するｄｃバスは２５１Ｖである。２．９８１Ｖの上側閾値においては、対応するｄｃバスは３０１Ｖである。５Ｖの基準電圧が抵抗および電圧調整器を備えたＨＶＤＣバスからタップされる。入力論理ゲートおよびアイソレーション２０２、ヒステリシスコンパレータ２０４および制御スイッチ２１０ブロックには５Ｖが給電される。   The input 220 of the hysteresis comparator 204 is derived from the voltage divider and voltage regulator 206 connected via the HVDC bus 112. In this example, the voltage divider scaling factor is 0.99%. At the lower threshold of 2.481V, the corresponding dc bus is 251V. At the upper threshold of 2.981V, the corresponding dc bus is 301V. A 5V reference voltage is tapped from the HVDC bus with a resistor and voltage regulator. The input logic gate and isolation 202, hysteresis comparator 204 and control switch 210 block are powered by 5V.

図５は、図２に示されている、２つの制御スイッチ２１０，２１２および線形調整器２０８を説明するためのブロック図である。一方のスイッチＱ１はＨＶＤＣバスに線形調整器２０８（図２を参照されたい）を接続するため、またＨＶＤＣバスを線形調整器２０８から切断するために使用される。他方のスイッチＱ２はプッシュプル変換器２１４に線形調整器２０８を接続するため、またプッシュプル変換器２１４を線形調整器２０８から切断するために使用される。制御スイッチの入力２２２はヒステリシスコンパレータ２０４の出力に由来する。ヒステリシスコンパレータ２０４がＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔおよびＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力のうちの一方または両方によりイネーブルにされ、且つヒステリシスコンパレータ２０４入力が上側閾値（３００ＶＤＣバスと等価）を上回る場合には、その出力２２２はハイになる。図２および図５はヒステリシスコンパレータ２０４からのハイ出力がスイッチＱ１およびＱ２をオンにすることを示す。   FIG. 5 is a block diagram for explaining the two control switches 210 and 212 and the linear regulator 208 shown in FIG. One switch Q1 is used to connect the linear regulator 208 (see FIG. 2) to the HVDC bus and to disconnect the HVDC bus from the linear regulator 208. The other switch Q2 is used to connect the linear regulator 208 to the push-pull converter 214 and to disconnect the push-pull converter 214 from the linear regulator 208. The control switch input 222 is derived from the output of the hysteresis comparator 204. If the hysteresis comparator 204 is enabled by one or both of the HKPS_lost and SC_Test inputs, and the hysteresis comparator 204 input exceeds the upper threshold (equivalent to a 300 VDC bus), its output 222 goes high. 2 and 5 show that the high output from hysteresis comparator 204 turns on switches Q1 and Q2.

さらに図５はＨＶＤＣバス電圧が、ツェナーダイオードＺ１を備えた線形調整器２０８によって１５Ｖに調整されることを示す。制御スイッチ２１０，２１２がオンされない場合には、ストレージキャパシタＣ１はバイパス抵抗Ｒ１０を介して、調整された電圧１５Ｖに充電される。電流制限抵抗Ｒ７およびＲ８は、２５０ＶのＤＣバスにおいてプッシュプル変換器２１４が少なくとも２０ｍＡを受け取ることができるように選択されている。２０ｍＡはこの実施例に関してプッシュプル変換器２１４から要求される入力電流である。   Further, FIG. 5 shows that the HVDC bus voltage is adjusted to 15V by a linear regulator 208 with a Zener diode Z1. When the control switches 210 and 212 are not turned on, the storage capacitor C1 is charged to the regulated voltage 15V via the bypass resistor R10. Current limiting resistors R7 and R8 are selected such that push-pull converter 214 can receive at least 20 mA on a 250V DC bus. 20 mA is the input current required from push-pull converter 214 for this embodiment.

図６は、例示的なプッシュプル変換器２１４を説明するためのブロック図である。例示的なプッシュプル変換器２１４は線形調整器２０８からの１５Ｖｄｃ（参照番号２２６）を２００ｋＨｚのスイッチング周波数を有する１５Ｖａｃ出力６１０に変換する。プッシュプル変換器２１４はパルストランス６０２、２つのスイッチング装置Ｑ３およびＱ４、２つの比較器６０４および６０６、基準電圧部６１２（種々の実施形態における分圧器（図示せず）により１５Ｖｄｃ（参照番号２２６）から導出される）および三角波生成器６０８から構成されている。１５Ｖｄｃコネクション２２６の用途に基づき、三角波生成器６０８の出力がコネクション６１２における基準電圧と比較される。比較器６０４および６０６の出力の極性は常に反対である。２つのスイッチ装置Ｑ３およびＱ４のゲートにおける逆の極性により、スイッチ装置Ｑ３およびＱ４のうちの一方はいつでもオンになる。   FIG. 6 is a block diagram for illustrating an exemplary push-pull converter 214. The exemplary push-pull converter 214 converts 15Vdc (reference number 226) from the linear regulator 208 into a 15Vac output 610 having a switching frequency of 200 kHz. The push-pull converter 214 includes a pulse transformer 602, two switching devices Q3 and Q4, two comparators 604 and 606, a reference voltage unit 612 (a voltage divider (not shown) in various embodiments) and 15 Vdc (reference number 226). And a triangular wave generator 608. Based on the application of 15Vdc connection 226, the output of triangular wave generator 608 is compared to the reference voltage at connection 612. The polarities of the outputs of comparators 604 and 606 are always opposite. Due to the opposite polarity at the gates of the two switch devices Q3 and Q4, one of the switch devices Q3 and Q4 is always on.

三角波生成器６０８は電圧比較器およびＲＣ充電／放電回路（図示せず）から構成されている。トランス巻線の基準点は、入巻線が出巻線により生成されたトランス芯内の磁界を自動的にリセットするように割り当てられる。   The triangular wave generator 608 is composed of a voltage comparator and an RC charge / discharge circuit (not shown). The reference point of the transformer winding is assigned so that the incoming winding automatically resets the magnetic field in the transformer core generated by the outgoing winding.

図７は、バックアップ電源１２０とトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）との間の４つのインタフェース回路のうちの１つを説明するためのブロック図である。プッシュプル変換器２１４のコネクション６１０における出力は４つの同一のトランス７０２を並行して駆動させる。整流後にトランス７０２の出力側は光学スイッチ７１０を介して電力変換器１０８（図１を参照されたい）におけるトランジスタ装置８０２のゲート８０４、例えばＩＧＢＴゲートにコネクション７０４を介して接続される。   FIG. 7 is a block diagram illustrating one of four interface circuits between the backup power supply 120 and the transistor device 802 (see FIG. 8). The output at connection 610 of push-pull converter 214 drives four identical transformers 702 in parallel. After rectification, the output side of the transformer 702 is connected via an optical switch 710 to a gate 804, eg, an IGBT gate, of a transistor device 802 in a power converter 108 (see FIG. 1) via a connection 704.

この実施形態においては、コネクション７１４におけるＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力信号が存在する場合（図７に示されている実施形態においてはＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号がアクティブなハイ信号である）、バックアップ電源はトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）のゲート８０４に接続されない。別の実施形態においては、ハウスキーピング電源が故障し、且つＨＶ＿ｄｃ電圧が所定の閾値を上回る場合には（上記の表１を参照されたい）、ＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力の状態を問わず、バックアップ電源はトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）のゲート８０４に接続される。バックアップ電源が利用可能である場合には、トランジスタ装置８０２のゲート８０４へのバックアップ電源のコネクションを問わず、コネクション７０８におけるバックアップ電源フィードバック（ＢＰ＿ＦＰ）信号は常に利用可能である。コネクション７０８におけるＢＰ＿ＦＰ信号は、システムコントローラ１１４がテスト信号（ＳＣ＿Ｔｅｓｔ１３４）をバックアップ電源１２０に送信する場合には、このシステムコントローラ１１４に情報を供給する。   In this embodiment, if there is an SC_Test input signal on connection 714 (in the embodiment shown in FIG. 7, the SC_Test signal is an active high signal), the backup power supply is a transistor device 802 (see FIG. 8). Do not connect to the gate 804). In another embodiment, if the housekeeping power supply fails and the HV_dc voltage exceeds a predetermined threshold (see Table 1 above), the backup power supply is a transistor device regardless of the state of the SC_Test input. Connected to gate 804 at 802 (see FIG. 8). When backup power is available, the backup power feedback (BP_FP) signal at connection 708 is always available regardless of the backup power connection to the gate 804 of the transistor device 802. The BP_FP signal in the connection 708 supplies information to the system controller 114 when the system controller 114 transmits a test signal (SC_Test 134) to the backup power source 120.

図７に示されているように、バックアップ電源とトランジスタ装置８０２のゲートとのコネクションは光学スイッチ７１０の導通により定められる。光学スイッチ７１０の導電は光学制御部７１２が導通されていないことにより定められる。つまりＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力７１４は存在しない。ＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力７１４が存在する場合には、光学制御部７１２が導通される。これによりＭＯＳＦＥＴＱ５のゲートが短絡される。この場合、光学スイッチ７１０は導通されず、バックアップ電源はトランジスタ装置８０２（図８を参照されたい）のゲート８０４には接続されない。ＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力が存在しない場合には、光学制御部７１２が導通される。   As shown in FIG. 7, the connection between the backup power supply and the gate of the transistor device 802 is determined by the conduction of the optical switch 710. The conduction of the optical switch 710 is determined by the fact that the optical control unit 712 is not conducting. That is, there is no SC_Test input 714. If SC_Test input 714 is present, optical controller 712 is turned on. As a result, the gate of the MOSFET Q5 is short-circuited. In this case, the optical switch 710 is not conductive and the backup power supply is not connected to the gate 804 of the transistor device 802 (see FIG. 8). If there is no SC_Test input, the optical controller 712 is turned on.

下部トランジスタ装置８０２ｂに対しては、バックアップ電力は利用可能になると即座に供給される。上部トランジスタ装置８０２ａに対しては、バックアップ電力は（タイマ７０６により）約１４０μｓ後に供給されることになる。タイマ７０６の導入により、バックアップ電力に関する時間は段階的に増分される。上部の３つのトランジスタ装置８０２ａが前後して動作されることを回避するために、バックアップ電力は完全に形成されるまでトランジスタゲートには供給されない。下部の３つのトランジスタ装置８０２ｂへのバックアップ電力の供給（スイッチオフ）はシュートスルーを阻止することに役立つ。   Backup power is supplied to the lower transistor device 802b as soon as it becomes available. For the upper transistor device 802a, backup power will be supplied after about 140 μs (by timer 706). With the introduction of timer 706, the time for backup power is incremented in steps. In order to avoid the upper three transistor devices 802a being operated back and forth, backup power is not supplied to the transistor gate until it is fully formed. Supplying backup power (switch-off) to the lower three transistor devices 802b helps to prevent shoot-through.

電力変換器１０８（図１を参照されたい）の１つのタイプにおいては、上部の３つのトランジスタ装置８０２ａの各ゲート８０４ａは固有のバックアップ電源を有する。下部の３つのトランジスタ装置８０２ｂのゲート８０４ｂは同じバックアップ電力を共有する。上部の３つのトランジスタ装置８０２ａの３つのゲート８０４ａのためのインタフェースはタイマ７０６を有する。バックアップ電力のフィードバックは下部の３つのトランジスタ装置８０２ｂへのインタフェースからタップされる。   In one type of power converter 108 (see FIG. 1), each gate 804a of the top three transistor devices 802a has its own backup power supply. The gates 804b of the lower three transistor devices 802b share the same backup power. The interface for the three gates 804a of the upper three transistor devices 802a has a timer 706. The backup power feedback is tapped from the interface to the bottom three transistor devices 802b.

図８は、電力変換器１０８内に設けられているトランジスタ装置８０２のブロック図である。そのようなトランジスタ装置は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）でよいが、それらに制限されるものではない。あらゆる適切なトランジスタ装置または同様の動作機能を有する制御可能な装置を電力変換器１０８において使用することができる。ここでは６個のトランジスタ装置８０２、すなわち上部の３つのトランジスタ装置８０２ａおよび下部の３つのトランジスタ装置８０２ｂが電力変換器１０８内に設けられている。それぞれのゲート８０４に信号が印加されることによりトランジスタ装置８０２が起動される。したがって、バックアップ電源１２０から電力変換器１０８に伝送される信号により、電気機械の複数の端子が一緒に短絡されるように複数のトランジスタ装置８０２の動作状態がセットされる。   FIG. 8 is a block diagram of the transistor device 802 provided in the power converter 108. Such a transistor device may be a field effect transistor (FET), a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT), but is not limited thereto. Any suitable transistor device or controllable device having a similar operating function can be used in the power converter 108. Here, six transistor devices 802 are provided in the power converter 108, that is, the upper three transistor devices 802a and the lower three transistor devices 802b. The transistor device 802 is activated by applying a signal to each gate 804. Therefore, the operation state of the plurality of transistor devices 802 is set by the signal transmitted from the backup power source 120 to the power converter 108 so that the plurality of terminals of the electric machine are short-circuited together.

ここで説明する実施例においては、利用できるバックアップ電力（１５Ｖａｃおよび１５Ｖｄｃ）に関する条件は、ＨＶＤＣバス１１２における電圧が３００Ｖであるかそれ以上であり、またＨＫＰＳ＿ｌｏｓｔ入力およびＳＣ＿Ｔｅｓｔのいずれかまたは両方が存在することである。バックアップ電源をトランジスタ装置８０２のゲート８０４に接続するための条件は、バックアップ電源が利用可能であり、且つＳＣ＿Ｔｅｓｔ入力が存在しないことである。   In the embodiment described here, the conditions regarding the available backup power (15 Vac and 15 Vdc) are that the voltage on the HVDC bus 112 is 300 V or higher, and that either or both of the HKPS_lost input and SC_Test are present. That is. The condition for connecting the backup power supply to the gate 804 of the transistor device 802 is that the backup power supply is available and there is no SC_Test input.

上述のバックアップ電源の実施例は電力系において使用される一例に過ぎず、したがって制限的なものではない。種々の択一的な複数の実施形態も考えられる。図９は、バックアップ電源の実施形態を基礎としたプロセッサの簡略化されたブロック図である。このバックアップ電源の実施例は、少なくとも１つのプロセッサ９０２およびメモリ９０４（または他の適切なコンピュータ読み取り可能媒体またはプロセッサ読み取り可能媒体）を有する、プロセッサベースのシステム９００において実現される。バックアップ電源の上述の機能を実施するためのロジック９０６はメモリ９０４内に設けられている。ロジック９０６をプログラムとして実現することができる。したがって、プロセッサ９０２によるロジック９０６の実行により、選択されたコンポーネント９０８の動作状態およびＨＶＤＣバス１１２（図１を参照されたい）の動作電圧が検出され、動作電圧が閾値電圧を上回り、且つ選択されたコンポーネント９０８が動作不能になる場合には電気機械１０２の端子が短絡される。   The above-described backup power supply embodiment is merely an example used in a power system and is therefore not limiting. Various alternative embodiments are also conceivable. FIG. 9 is a simplified block diagram of a processor based on an embodiment of a backup power supply. This backup power supply embodiment is implemented in a processor-based system 900 having at least one processor 902 and memory 904 (or other suitable computer-readable or processor-readable medium). Logic 906 for performing the above-described functions of the backup power supply is provided in the memory 904. The logic 906 can be realized as a program. Accordingly, execution of logic 906 by processor 902 detects the operating state of the selected component 908 and the operating voltage of the HVDC bus 112 (see FIG. 1), the operating voltage is above the threshold voltage and has been selected. When component 908 becomes inoperable, the terminals of electric machine 102 are shorted.

図１０は、電気機械１０２に接続されているＤＣ電力系１０４（図１を参照されたい）における過電圧を阻止するための処理の実施形態を説明するフローチャート１０００である。図１０のフローチャート１０００は、動作電圧が電圧閾値を上回り、且つ選択されたコンポーネント９０８が動作不能になると、電気機械１０２の端子が短絡されるロジック９０６（図９を参照されたい）を実施するための実施形態のアーキテクチャ、機能および動作を示す。択一的な実施形態は、状態マシンとしてコンフィギュレートされているハードウェアを用いてフローチャート１０００のロジックを実行する。この点に関して、各ブロックはコードのモジュール、セグメントまたは一部を表し、特定の論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む。択一的な実施形態においては、ブロック内に記載されている機能を図１０に示されている順序通りに行われなくて良い、または付加的な機能を含んでいてもよいことを言及しておく。例えば以下において詳細に説明するように、含まれる機能に依存して、図１０において連続的に示されている２つのブロックを実際には同時的に実施することができ、ブロックを時には逆の順序で実行することができ、もしくは幾つかのブロックは毎回実施する必要はない。その種の全ての修正形態およびヴァリエーションは本発明の範囲に含まれることが意図されている。   FIG. 10 is a flowchart 1000 illustrating an embodiment of a process for preventing overvoltage in a DC power system 104 (see FIG. 1) connected to an electric machine 102. Flowchart 1000 of FIG. 10 is for implementing logic 906 (see FIG. 9) in which the terminals of electrical machine 102 are shorted when the operating voltage exceeds a voltage threshold and the selected component 908 becomes inoperable. 2 illustrates the architecture, functionality, and operation of the present embodiment. An alternative embodiment implements the logic of flowchart 1000 using hardware configured as a state machine. In this regard, each block represents a module, segment, or portion of code and includes one or more executable instructions for performing a particular logic function. Note that in an alternative embodiment, the functions described in the blocks may not be performed in the order shown in FIG. 10 or may include additional functions. deep. Depending on the functions involved, for example, the two blocks shown in succession in FIG. 10 can actually be performed simultaneously, and the blocks are sometimes arranged in reverse order, as will be described in detail below. Or some blocks need not be performed every time. All such modifications and variations are intended to be included within the scope of the present invention.

プロセスはブロック１００２において開始される。ブロック１００４においては、高電圧力直流電流（ＨＶＤＣ）バスにおける動作電圧が検出される。ブロック１００６においては、電力系の少なくとも１つのコンポーネントが作動状態であるか否かが求められる。ブロック１００８においては、検出された動作電圧が閾値電圧より大きい場合、且つコンポーネントが動作状態でない場合には、電力系の電力変換器に信号が伝送される。ブロック１０１０においては、電気機械の複数の端子が一緒に短絡される。プロセスはブロック１０１２において終了する。   The process begins at block 1002. In block 1004, an operating voltage on a high voltage force direct current (HVDC) bus is detected. In block 1006, it is determined whether at least one component of the power system is active. In block 1008, if the detected operating voltage is greater than the threshold voltage and the component is not in operation, a signal is transmitted to the power converter in the power system. In block 1010, the terminals of the electrical machine are shorted together. The process ends at block 1012.

図１１は、バックアップ電源１２０の実施形態が実現される装置１１０２のブロック図である。上述したように種々の動作状態において、バックアップ電源１２０をコネクション１３４（図１を参照されたい）における適切な信号（ＳＣ＿Ｔｅｓｔ）により起動させることができる。そのような動作状態は、電気機械１０２の端子を電気的に短絡させることなく、バックアップ電源１２０の動作信頼性を検査するために使用することができる種々のテストを含むが、これらに制限されるものではない。したがって出力インタフェース２１６内に設けられているスイッチ１１０４は、テストが実施されている場合、および／または、テストがバックアップ電源１２０は誤動作している、または、所期のように動作していないことを示す場合、バックアップ電源１２０が電力変換器１０８に接続されないように作動される。テストがコネクション１３４におけるＳＣ＿Ｔｅｓｔ信号に応答して行われる場合には、１つまたは複数のテスト結果に対応するフィードバック信号（ＢＰ＿ＦＢ）がコネクション１３５を介してシステムコントローラ１１４に伝送される。   FIG. 11 is a block diagram of an apparatus 1102 in which an embodiment of a backup power source 120 is implemented. As described above, in various operating states, the backup power supply 120 can be activated by an appropriate signal (SC_Test) on the connection 134 (see FIG. 1). Such operating conditions include, but are not limited to, various tests that can be used to test the operational reliability of the backup power supply 120 without electrically shorting the terminals of the electrical machine 102. It is not a thing. Accordingly, the switch 1104 provided in the output interface 216 may indicate that the test is being performed and / or that the backup power supply 120 is malfunctioning or not operating as expected. In the illustrated case, the backup power supply 120 is activated so that it is not connected to the power converter 108. When the test is performed in response to the SC_Test signal on connection 134, a feedback signal (BP_FB) corresponding to one or more test results is transmitted to system controller 114 via connection 135.

例えば、電力系１０４が（装置１１０２としての）電気自動車を作動させるために使用される場合には、バックアップ電源１２０のテストが電気自動車の動作中に実行されることも考えられる。そのような状況においては、出力インタフェース２１６内に存在するスイッチは、バックアップ電源１２０が電力変換器１０８に接続されないように操作される。つまり、出力信号がコネクション１３６を介して電力変換器１０８にまだ伝送されていないにもかかわらず、電気機械１０２の端子が電気的に短絡されるように、バックアップ電源１２０をテストすることができる。したがって、主電源１１０は電力変換器１０８を介して電気機械１０２に電力を供給し続け、電気自動車の動作は同時にバックアップ電源１２０がテストされながらも継続される。コネクション１３６を介して信号を電力変換器１０８に伝送することなくバックアップ電源１２０のテストが所望される数多くの状況が存在することは明らかであり、ここで適切に説明するには数が多すぎる。その種の全ての状況は本発明の範囲に含まれることが意図されている。   For example, if the power system 104 is used to operate an electric vehicle (as the device 1102), the backup power source 120 test may be performed during operation of the electric vehicle. In such a situation, the switch present in the output interface 216 is operated such that the backup power source 120 is not connected to the power converter 108. That is, the backup power supply 120 can be tested such that the terminals of the electrical machine 102 are electrically shorted even though the output signal has not yet been transmitted to the power converter 108 via the connection 136. Accordingly, the main power supply 110 continues to supply power to the electric machine 102 via the power converter 108 and the operation of the electric vehicle is continued while the backup power supply 120 is tested at the same time. Obviously, there are many situations in which testing of the backup power supply 120 is desired without transmitting a signal to the power converter 108 via the connection 136, which is too many to adequately describe here. All such situations are intended to be within the scope of the present invention.

システムコントローラ１１４がバックアップ電源１２０の動作を評価するために上述のテストを実行する場合には、システムコントローラは適切なレポートまたは他の指示を電力系１０４の他のコンポーネントおよび／または電力系１０４を有する装置のコンポーネントに出力することができる。例えば、ディスプレイなどのようなユーザインタフェース装置１１０６はシステムコントローラ１１４からバックアップ電源１２０のテストの結果を表す情報を受信することができる。したがって、システムコントローラ１１４は形成されたテストレポートを適切なフォーマットの信号を用いてユーザインタフェース装置１１０６にコネクション１１１０を介して伝送するようコンフィギュレートされた適切なインタフェース１１０８を有する。別の実施形態においては、ユーザインタフェース１１０６があらゆるタイプの適切なテスト装置、例えばメータなどでよい、もしくはコネクション１１１０を介してテストの結果に対応する情報を受信するようコンフィギュレートされた特別なタイプの装置であってもよい。   If the system controller 114 performs the above test to evaluate the operation of the backup power supply 120, the system controller may have other components and / or power systems 104 with appropriate reports or other instructions. Can be output to a component of the device. For example, a user interface device 1106 such as a display can receive information representing the results of the backup power supply 120 test from the system controller 114. Accordingly, the system controller 114 has a suitable interface 1108 configured to transmit the formed test report to the user interface device 1106 via the connection 1110 using signals of a suitable format. In another embodiment, the user interface 1106 may be any type of suitable test device, such as a meter, or a special type of configured to receive information corresponding to the results of the test via connection 1110. It may be a device.

別の実施形態においては、バックアップ電源１２０が故障している、および／または、所期のように動作しないことをテストが示す場合には適切なアクションを実施することができる。したがって、適切な信号がインタフェース１１０８からコネクション１１１４を介してアクション装置１１１２に伝送される。例えば、アクション装置１１１２は電力系１０４を有する装置の動作を阻止するために起動させることができる安全装置、スイッチなどでよいが、これらに制限されるものではない。もしくはアクション装置１１１２は警報装置などでもよい。   In another embodiment, appropriate actions can be taken if the backup power supply 120 has failed and / or the test indicates that it does not perform as intended. Accordingly, an appropriate signal is transmitted from the interface 1108 via the connection 1114 to the action device 1112. For example, the action device 1112 may be, but is not limited to, a safety device, a switch, or the like that can be activated to prevent operation of the device having the power system 104. Alternatively, the action device 1112 may be an alarm device or the like.

さらに別の実施形態においては、アクション装置１１１２はバックアップ電源１２０のテストを自身で開始することができる。例えば、電力系または装置１１０２の始動中に、別の機能を有するスイッチなどをシステムコントローラ１１４によって受信された信号のコネクション１１１４への伝送のために作動させることができる。それに応答して、システムコントローラ１１４はバックアップ電源１２０のテストを開始する。例えば、電力系１０４の実施形態を有する車両がドライバによって始動される時にそのようなテストが開始されるが、これに制限されるものではない。したがってアクション装置はスタータスイッチ自体、車両の始動に基づき起動される別の装置または車両の始動を検知するよう動作する装置でよい。   In yet another embodiment, the action device 1112 can initiate a test of the backup power supply 120 itself. For example, during power system or device 1102 startup, a switch or the like having another function may be activated for transmission of a signal received by system controller 114 to connection 1114. In response, system controller 114 begins testing backup power supply 120. For example, such a test is initiated when a vehicle having an embodiment of the power system 104 is started by a driver, but is not limited thereto. Thus, the action device can be the starter switch itself, another device activated upon vehicle start-up, or a device operating to detect vehicle start-up.

別の実施形態においては、出力インタフェース２１６におけるスイッチ１１０４がコネクション１３５またはコネクション１３６に接続されるようにコネクション１３５がコネクション１３６に対応してもよい。コネクション１３５に接続される場合、システムコントローラ１１４はバックアップ電源１２０の上述の出力を直接的に分析するようコンフィギュレートされる。   In another embodiment, connection 135 may correspond to connection 136 such that switch 1104 at output interface 216 is connected to connection 135 or connection 136. When connected to connection 135, system controller 114 is configured to directly analyze the above output of backup power supply 120.

上述の種々の実施形態においてバックアップ電源１２０（図１を参照されたい）は、制御動作についての指示を記憶する関連するメモリ、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）または他のメモリ装置を備えた、マイクロプロセッサ、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）および／または駆動ボードまたは駆動回路を使用することができる。バックアップ電源１２０は電力系１０４の他のコンポーネントと共にハウジングすることができる、または他のコンポーネントとは別個にハウジングすることができる、または部分的に他のコンポーネントと一緒にハウジングすることができる。   In various embodiments described above, the backup power supply 120 (see FIG. 1) has an associated memory that stores instructions for control operations, such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), electrically A microprocessor, digital signal processor (DSP), application specific IC (ASIC) and / or drive board or drive circuit with erasable read-only memory (EEPROM) or other memory device can be used. The backup power source 120 can be housed with other components of the power system 104, can be housed separately from other components, or can be partially housed with other components.

要約書に記載されている事項も含む上述の実施形態は本発明を網羅することを意図しておらず、もしくは本発明を記載した正確な形態に制限するものではない。説明のために特定の実施形態および実施例を記載したが、当業者であれば本発明の精神および範囲を逸脱することなく種々の等価の修正を行えることが分かる。   The above-described embodiments, including the matters described in the abstract, are not intended to be exhaustive or limit the invention to the precise forms described. While particular embodiments and examples have been described for purposes of illustration, those skilled in the art will recognize that various equivalent modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

明細書および請求項において使用されているように術語「トランジスタ装置」および／または「電力半導体デバイス」は、標準の半導体に関して大電流、高電圧および／または大量の電力を処理するよう設計された半導体装置、例えば電力半導体スイッチ装置、電力半導体ダイオードまた電力分配において使用される他のその種の装置、例えば用途に関連付けられたグリッドまたは伝送を含む。   The terms “transistor device” and / or “power semiconductor device” as used in the specification and claims refer to semiconductors designed to handle large currents, high voltages and / or large amounts of power with respect to standard semiconductors. Includes devices such as power semiconductor switch devices, power semiconductor diodes or other such devices used in power distribution, such as grids or transmissions associated with applications.

上記においてはブロック図、スキーマおよび例を用いて装置および／またはプロセスの種々の実施形態を詳細に説明した。その種のブロック図、スキーマおよび例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む限りにおいて、当業者であればそのようなブロック図、フローチャートまたは例における各機能および／または各動作を個別におよび／または一緒に、広範な範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたは仮想的なそれらのあらゆる組み合わせによって実施することができる。１つの実施形態においては、本発明の対象を特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）によって実現することができる。しかしながら当業者であれば、本明細書に記載されている実施形態の全てまたは一部を標準的な集積回路で、１つまたは複数のコンピュータにおいて実行される１つまたは複数のコンピュータプログラムとして（例えば１つまたは複数のコンピュータシステムにおいて実行される１つまたは複数のプログラムとして）、１つまたは複数のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）において実行される１つまたは複数のプログラムとして、１つまたは複数のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）において実行される１つまたは複数のプログラムとして、ファームウェアとして、または仮想的なそれらのあらゆる組み合わせとして同等に実施することができることが分かり、また回路の設計およびソフトウェアおよび／またはファームウェアのためのコードの記述も当業者であれば本明細書を考慮して十分になすことができる。   The above describes various embodiments of the apparatus and / or process in detail using block diagrams, schemas and examples. As long as such block diagrams, schemas and examples include one or more functions and / or operations, one of ordinary skill in the art would individually describe each function and / or operation in such block diagrams, flowcharts or examples. And / or together, can be implemented by a wide range of hardware, software, firmware or any combination thereof. In one embodiment, the subject of the present invention can be realized by an application specific IC (ASIC). However, one of ordinary skill in the art will understand that all or part of the embodiments described herein may be implemented as standard integrated circuits as one or more computer programs that execute on one or more computers (eg, One or more processors (as one or more programs executed in one or more computer systems), as one or more programs executed in one or more controllers (eg, microcontrollers). It can be seen that it can equally be implemented as one or more programs running on a microprocessor, for example, as firmware, or virtually any combination thereof, as well as circuit design and software and / or firmware. Write code for A even in consideration of this specification by those skilled in the art can be sufficiently formed.

さらに当業者であれば、本明細書において説明した制御メカニズムを種々の形態のプログラム製品として頒布することができ、また同様に、使用される特定タイプの信号搬送媒体を考慮せずに図面に示した実施形態を実際に頒布することができることが分かる。信号搬送媒体の例にはフロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭ、ディジタルテープおよびコンピュータメモリのような記録可能なタイプの媒体、またＴＤＭまたはＩＰベースの通信コネクション（例えばパケットコネクション）を使用するディジタルおよびアナログの通信コネクションのような伝送タイプの媒体が含まれるが、本願はこれらに制限されるものではない。   Further, those skilled in the art can distribute the control mechanism described herein as various forms of program products, and similarly show in the drawings without considering the particular type of signal carrier used. It can be seen that the described embodiment can actually be distributed. Examples of signal carrying media include recordable type media such as floppy disks, hard disk drives, CD ROMs, digital tapes and computer memory, and digital and analog using TDM or IP-based communication connections (eg packet connections). However, the present application is not limited to these.

コンテクストが別の要求をしない限りにおいて、明細書および請求項に記載されている「含む」またはそれに類似する表現「含んでいる」などは、「含むが、〜制限されるものではない」といった意味も含めて広く解釈されるべきである。   Unless the context requires otherwise, the word “including” or similar expressions “including” in the description and claims mean “including but not limited to”. Should be broadly interpreted.

本明細書における「１つの実施形態」または「ある実施形態」という表記は、実施形態と関連させて説明した特定の特徴、構造または特性が本発明によるシステムおよび方法の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。したがって、本明細書全体にわたる種々の箇所における「１つの実施形態において」または「ある実施形態において」という表現は同一の実施形態全てを参照している必要は無い。さらには、特定の特徴、構造または特性を１つまたは複数の実施形態において適切に組み合わせることができる。   Reference herein to "one embodiment" or "an embodiment" includes a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment in at least one embodiment of the system and method according to the invention. Is meant to be. Thus, the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” in various places throughout this specification need not refer to all of the same embodiments. Furthermore, the particular features, structures, or characteristics may be appropriately combined in one or more embodiments.

上記の記載からは、本明細書において本発明の特定の実施形態は説明を目的として記載されており、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更を行えることが分かる。したがって本発明は付属の請求項に記載されている事項以外では制限されない。   From the foregoing description, it will be appreciated that specific embodiments of the invention have been described herein for purposes of illustration and that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited except as set forth in the appended claims.

上述の種々の実施形態をさらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。   The various embodiments described above can be combined to provide further embodiments.

１つの実施形態による、略示された電気機械および電力系のブロック図である。1 is a block diagram of a simplified electrical machine and power system, according to one embodiment. FIG. バックアップ電源の実施例をより詳細に示したブロック図である。It is the block diagram which showed the Example of backup power supply in detail. ヒステリシスコンパレータの実施例をより詳細に示したブロック図である。It is the block diagram which showed the Example of the hysteresis comparator in detail. 上側の閾値および下側の閾値を使用する、図３のヒステリシスコンパレータの動作を示した電圧図である。FIG. 4 is a voltage diagram illustrating the operation of the hysteresis comparator of FIG. 3 using an upper threshold and a lower threshold. 図２に示したバックアップ電源の２つの制御スイッチおよび線形調整器を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing two control switches and a linear regulator of the backup power source shown in FIG. 2. 図２に示したバックアップ電源の例示的なプッシュプル変換器を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an exemplary push-pull converter of the backup power source shown in FIG. 2. バックアップ電源とトランジスタゲートとの間の４つのインタフェース回路の内の１つを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating one of four interface circuits between a backup power supply and a transistor gate. 電力変換器内に存在するトランジスタ装置のブロック図を示す。FIG. 2 shows a block diagram of a transistor device present in a power converter. バックアップ電源の実施形態に基づくプロセッサの簡略化されたブロック図である。FIG. 3 is a simplified block diagram of a processor according to an embodiment of a backup power supply. 電気機械に接続された図１のＤＣ電力系における過電圧を阻止するためのプロセスの実施形態を示したフローチャートである。2 is a flowchart illustrating an embodiment of a process for preventing overvoltage in the DC power system of FIG. 1 connected to an electrical machine. バックアップ電源の実施形態が実施されている装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an apparatus in which an embodiment of a backup power source is implemented.

Claims (43)

電気機械に電力を供給する電力系において、
前記電気機械がジェネレータモードにおいて動作している場合には該電気機械から受け取った交流電流（ＡＣ）電力を直流電流（ＤＣ）電力に変換する変換器と、
前記変換器からのＤＣ電力を受け取るようコンフィギュレートされている高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バスと、
前記電力系を動作させる少なくとも１つのコンポーネントと、
前記コンポーネントの動作状態に対応する状態信号を受信するバックアップ電源を含み、該バックアップ電源は前記ＨＶＤＣバスの検出された動作電圧に対応する電圧信号を受信し、検出された前記動作電圧が閾値電圧よりも大きく、且つ前記コンポーネントが動作状態でない場合に信号を前記電力変換器に伝送することを特徴とする、電力系。 In the power system that supplies power to electrical machines,
A converter that converts alternating current (AC) power received from the electric machine into direct current (DC) power when the electric machine is operating in generator mode;
A high voltage direct current (HVDC) bus configured to receive DC power from the converter;
At least one component for operating the power system;
A backup power supply for receiving a status signal corresponding to the operating state of the component, the backup power supply receiving a voltage signal corresponding to the detected operating voltage of the HVDC bus, wherein the detected operating voltage is greater than a threshold voltage; And a signal is transmitted to the power converter when the component is not in operation. 前記電力変換器は前記信号に応答して、前記電気機械の複数の端子を一緒に短絡させる、請求項１記載の電力系。   The power system of claim 1, wherein the power converter is responsive to the signal to short together a plurality of terminals of the electrical machine. 前記電力変換器は複数のトランジスタ装置を含み、前記バックアップ電源から前記電力変換器に伝送される前記信号により、前記電気機械の前記複数の端子が一緒に短絡されるように前記複数のトランジスタ装置８０２の動作状態がセットされる、請求項１記載の電力系。   The power converter includes a plurality of transistor devices, and the plurality of transistor devices 802 so that the plurality of terminals of the electric machine are short-circuited together by the signal transmitted from the backup power source to the power converter. The power system according to claim 1, wherein the operating state is set. 前記トランジスタ装置のゲートが制御され、前記電気機械の前記複数の端子が一緒に短絡される場合には、前記電力変換器への信号の伝送の際に、複数のトランジスタ装置への複数のゲート信号が伝送される、請求項１記載の電力系。   When the gate of the transistor device is controlled and the plurality of terminals of the electrical machine are shorted together, a plurality of gate signals to the plurality of transistor devices are transmitted during transmission of the signal to the power converter. The power system according to claim 1, wherein 前記コンポーネントは、前記電力変換器を制御するシステムコントローラを含む、請求項１記載の電力系。   The power system of claim 1, wherein the component includes a system controller that controls the power converter. 前記コンポーネントは、少なくとも１つのシステムコントローラに電力を供給するハウスキーピング電源を含み、前記システムコントローラは前記電力変換器の動作を制御する、請求項１記載の電力系。   The power system of claim 1, wherein the component includes a housekeeping power supply that provides power to at least one system controller, the system controller controlling operation of the power converter. 前記バックアップ電源により生成された電力は前記ハウスキーピング電源により生成された電力とは電気的に分離される、請求項６記載の電力系。   The power system according to claim 6, wherein the power generated by the backup power source is electrically separated from the power generated by the housekeeping power source. 前記電力変換器を制御するシステムコントローラと、
前記バックアップ電源にテストを行わせる、前記システムコントローラによって形成されたテスト信号を前記バックアップ電源に伝送する第１のコネクションと、
受信した前記テスト信号に応答して、前記バックアップ電源によって形成されたフィードバック信号を前記システムコントローラに伝送する第２のコネクションとをさらに含む、請求項１記載の電力系。 A system controller for controlling the power converter;
A first connection for transmitting to the backup power supply a test signal formed by the system controller, causing the backup power supply to perform a test;
The power system according to claim 1, further comprising: a second connection that transmits a feedback signal formed by the backup power source to the system controller in response to the received test signal. 前記システムコントローラはさらに、前記フィードバック信号に応答して保護ルーチンを実行する、請求項８記載の電力系。   The power system of claim 8, wherein the system controller further executes a protection routine in response to the feedback signal. 前記保護ルーチンを実行する際に電力系の始動が阻止される、請求項９記載の電力系。   The power system according to claim 9, wherein starting of the power system is prevented when executing the protection routine. 前記保護ルーチンを実行する際に前記電気機械の動作を通知する、請求項９記載の電力系。   The electric power system according to claim 9, wherein an operation of the electric machine is notified when the protection routine is executed. 受信した前記テスト信号に応答して、前記バックアップ電源を前記電力変換器から分離する出力インタフェースをさらに含む、請求項８記載の電力系。   The power system of claim 8, further comprising an output interface that isolates the backup power source from the power converter in response to the received test signal. 前記テスト信号は電力系が存在する装置の起動に応答して形成される、請求項８記載の電力系。   The power system of claim 8, wherein the test signal is formed in response to activation of a device in which the power system exists. 前記テスト信号は電力系の動作中に発生するイベントに応答して形成される、請求項８記載の電力系。   The power system of claim 8, wherein the test signal is formed in response to an event that occurs during operation of the power system. 受信した前記状態信号および受信した前記電圧信号を分析し、検出された前記動作電圧が閾値電圧よりも大きく、且つ前記コンポーネントが動作状態でない場合を検出し、前記電力変換器への信号形成する少なくとも１つのロジックが記憶されているメモリと、
前記ロジックを検索し実行するプロセッサとをさらに含む、請求項１記載の電力系。 Analyzing the received status signal and the received voltage signal to detect when the detected operating voltage is greater than a threshold voltage and the component is not operating, and at least form a signal to the power converter A memory in which one logic is stored;
The power system of claim 1, further comprising a processor that retrieves and executes the logic. 電気機械に電力を供給する電力系において、
前記電気機械がジェネレータモードにおいて動作している場合には該電気機械から受け取った交流電流（ＡＣ）電力を直流電流（ＤＣ）電力に変換する変換器と、
前記変換器からのＤＣ電力を受け取るようコンフィギュレートされている高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バスと、
前記電力系を動作させる少なくとも１つのコンポーネントと、
前記コンポーネントの動作状態に対応する状態信号を受信するバックアップ電源を含み、該バックアップ電源は前記コンポーネントが動作状態でない場合に信号を前記電力変換器に伝送することを特徴とする、電力系。 In the power system that supplies power to electrical machines,
A converter that converts alternating current (AC) power received from the electric machine into direct current (DC) power when the electric machine is operating in generator mode;
A high voltage direct current (HVDC) bus configured to receive DC power from the converter;
At least one component for operating the power system;
A power system comprising a backup power source that receives a status signal corresponding to an operational state of the component, the backup power source transmitting a signal to the power converter when the component is not in an operational state. 永久磁石電気機器に接続されている電力系における過電圧を阻止する方法において、
高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バスにおける動作電圧を検出し、
前記電力系の少なくとも１つのコンポーネントが動作状態であるか否かを求め、
検出された前記動作電圧が閾値電圧を上回り、且つ前記コンポーネントが動作状態でない場合には、前記電力系の電力変換器に信号を伝送し、
前記電気機械の複数の端子を一緒に短絡させることを特徴とする、電力系における過電圧を阻止する方法。 In a method of preventing overvoltage in a power system connected to a permanent magnet electrical device,
Detect the operating voltage in the high voltage direct current (HVDC) bus,
Determining whether at least one component of the power system is in operation;
When the detected operating voltage exceeds a threshold voltage and the component is not in an operating state, a signal is transmitted to the power converter of the power system,
A method for preventing an overvoltage in a power system, characterized in that a plurality of terminals of the electric machine are short-circuited together. さらに、検出された前記動作電圧を前記閾値電圧と比較する、請求項１７記載の方法。   The method of claim 17, further comprising comparing the detected operating voltage to the threshold voltage. さらに、テスト信号をバックアップ電源に伝送し、
前記バックアップ電源の動作をテストし、
伝送された前記テスト信号に応答するフィードバック信号を受信し、該フィードバック信号は前記テストのテスト結果に対応し、少なくとも前記バックアップ電源のテスト中には、前記電気機械の複数の端子の一緒の短絡を行わない、請求項１７記載の方法。 In addition, a test signal is transmitted to the backup power supply,
Test the operation of the backup power supply,
A feedback signal is received in response to the transmitted test signal, the feedback signal corresponding to the test result of the test, and at least during testing of the backup power supply, shorting together the terminals of the electrical machine. The method according to claim 17, which is not performed. さらに、前記テスト信号をシステムコントローラから前記バックアップ電源に伝送し、
前記フィードバック信号を前記バックアップ電源から前記システムコントローラに伝送する、請求項１９記載の方法。 Further, the test signal is transmitted from the system controller to the backup power source,
The method of claim 19, wherein the feedback signal is transmitted from the backup power source to the system controller. 前記電力系が存在する装置を起動させ、
該装置の起動に応答して前記テスト信号を伝送する、請求項１９記載の方法。 Activate the device in which the power system exists,
The method of claim 19, wherein the test signal is transmitted in response to activation of the device. 前記電力系の動作中に発生するイベントに応答して前記テスト信号を伝送する、請求項１９記載の方法。   The method of claim 19, wherein the test signal is transmitted in response to an event that occurs during operation of the power system. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める際に、ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求め、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する、請求項１７記載の方法。   When determining whether the component is in operation, if the housekeeping power supply is in operation, the detected operating voltage is above the threshold voltage and the housekeeping power supply is not in operation 18. The method of claim 17, wherein the signal is transmitted to the power converter. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める際に、システムコントローラが動作状態であるかを求め、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラが動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する、請求項１７記載の方法。   In determining whether the component is in operation, the system controller is determined to be in operation, and if the detected operation voltage exceeds the threshold voltage and the system controller is not in operation, The method of claim 17, wherein a signal is transmitted to the power converter. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める際に、
システムコントローラが動作状態であるかを求め、
ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求め、
検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラまたは前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する、請求項１７記載の方法。 In determining whether the component is operational,
Find out if the system controller is operational,
Find out if the housekeeping power supply is operational,
The method of claim 17, wherein the signal is transmitted to the power converter when the detected operating voltage exceeds the threshold voltage and the system controller or the housekeeping power supply is not in operation. 検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回る場合、且つ前記システムコントローラおよび前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する、請求項２５記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the signal is transmitted to the power converter if the detected operating voltage is above the threshold voltage and if the system controller and the housekeeping power supply are not in operation. 前記トランジスタ装置のゲートが制御され、前記電気機械の前記複数の端子が一緒に短絡される場合には、前記電力変換器への信号の伝送の際に、複数のトランジスタ装置に複数のゲート信号を伝送する、請求項１７記載の方法。   When the gates of the transistor devices are controlled and the terminals of the electrical machine are shorted together, a plurality of gate signals are applied to the transistor devices during transmission of the signal to the power converter. The method according to claim 17, wherein the transmission is performed. 電気機器に接続されている電力系における過電圧を阻止するシステムにおいて、
高電圧直流電流（ＨＶＤＣ）バスにおける動作電圧を検出する手段と、
前記電力系の少なくとも１つのコンポーネントが動作状態であるか否かを求める手段と、
検出された前記動作電圧が閾値電圧を上回り、且つ前記コンポーネントが動作状態でない場合には、前記電力系の電力変換器に信号を伝送する手段と、
前記信号が伝送されると、前記電気機械の複数の端子を一緒に短絡させる手段とを含むことを特徴とする、電力系における過電圧を阻止するシステム。 In a system that prevents overvoltage in the power system connected to electrical equipment,
Means for detecting an operating voltage in a high voltage direct current (HVDC) bus;
Means for determining whether at least one component of the power system is in operation;
Means for transmitting a signal to a power converter of the power system if the detected operating voltage exceeds a threshold voltage and the component is not in an operating state;
A system for preventing overvoltage in a power system, comprising means for shorting together a plurality of terminals of the electrical machine together when the signal is transmitted. さらに、検出された前記動作電圧を前記閾値電圧と比較する手段を含む、請求項２８記載のシステム。   30. The system of claim 28, further comprising means for comparing the detected operating voltage with the threshold voltage. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める手段は、
ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求める手段をさらに含み、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項２８記載のシステム。 Means for determining whether the component is operational is:
Means for determining whether the housekeeping power supply is in operation, and if the detected operating voltage exceeds the threshold voltage and the housekeeping power supply is not in operation, the signal is sent to the power converter. 30. The system of claim 28, wherein the system is transmitted. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める手段は、
システムコントローラが動作状態であるかを求める手段をさらに含み、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラが動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項２８記載のシステム。 Means for determining whether the component is operational is:
Means for determining whether a system controller is in operation, wherein if the detected operating voltage exceeds the threshold voltage and the system controller is not in operation, the signal is transmitted to the power converter; 30. The system of claim 28. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める手段はさらに、
システムコントローラが動作状態であるかを求める手段と、
ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求める手段とを含み、
検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラまたは前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項２８記載のシステム。 The means for determining whether the component is in operation is further:
Means for determining whether the system controller is operating;
Means for determining whether the housekeeping power supply is in operation;
30. The system of claim 28, wherein the signal is transmitted to the power converter if the detected operating voltage is greater than the threshold voltage and the system controller or the housekeeping power supply is not in operation. 検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回る場合、且つ前記システムコントローラおよび前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項３２記載のシステム。   35. The system of claim 32, wherein the signal is transmitted to the power converter if the detected operating voltage is above the threshold voltage and the system controller and the housekeeping power supply are not in operation. テスト信号をバックアップ電源に伝送する手段と、
前記バックアップ電源の動作をテストする手段と、
伝送された前記テスト信号に応答するフィードバック信号を受信する手段とをさらに含み、該フィードバック信号は前記テストのテスト結果に対応し、少なくとも前記バックアップ電源のテスト中には、前記電気機械の複数の端子の一緒の短絡は行われない、請求項２８記載のシステム。 Means for transmitting a test signal to a backup power source;
Means for testing the operation of the backup power supply;
Means for receiving a feedback signal responsive to the transmitted test signal, the feedback signal corresponding to a test result of the test, and at least during testing of the backup power source, a plurality of terminals of the electrical machine 30. The system of claim 28, wherein no shorting together occurs. 前記テスト信号をシステムコントローラから前記バックアップ電源に伝送する手段と、
前記フィードバック信号を前記バックアップ電源から前記システムコントローラに伝送する手段とをさらに含む、請求項３４記載のシステム。 Means for transmitting the test signal from a system controller to the backup power supply;
35. The system of claim 34, further comprising means for transmitting the feedback signal from the backup power source to the system controller. 前記電力系が存在する装置を起動させる手段と、
該装置の起動に応答して前記テスト信号を伝送する手段とをさらに含む、請求項３４記載のシステム。 Means for activating a device in which the power system exists;
35. The system of claim 34, further comprising means for transmitting the test signal in response to activation of the device. 前記電力系の動作中に発生するイベントに応答して前記テスト信号を伝送する手段をさらに含む、請求項３４記載のシステム。   35. The system of claim 34, further comprising means for transmitting the test signal in response to an event that occurs during operation of the power system. 高電圧直流電流バスにおける動作電圧を検出し、
電力系の少なくとも１つのコンポーネントが動作状態であるか否かを求め、
検出された前記動作電圧が閾値電圧を上回り、且つ前記コンポーネントが動作状態でない場合には、前記電力系の電力変換器に信号を伝送し、電気機械の複数の端子を一緒に短絡させることにより、該電気機器に接続されている前記電力系における過電圧を阻止する、プロセッサに対する命令が記憶されていることを特徴とする、プロセッサ読み出し可能媒体。 Detects the operating voltage in the high voltage DC current bus,
Determining whether at least one component of the power system is in operation;
When the detected operating voltage exceeds a threshold voltage and the component is not in an operating state, a signal is transmitted to the power converter of the power system, and a plurality of terminals of the electric machine are short-circuited together, A processor readable medium storing instructions for a processor to prevent overvoltage in the power system connected to the electrical equipment. さらに、検出された前記動作電圧を前記閾値電圧と比較させる命令を含む、請求項３８記載の媒体。   39. The medium of claim 38, further comprising instructions for comparing the detected operating voltage with the threshold voltage. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める命令は、ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求め、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する命令をさらに含む、請求項３８記載の媒体。   The instruction to determine whether the component is in operation determines whether the housekeeping power supply is in operation, and if the detected operating voltage exceeds the threshold voltage and the housekeeping power supply is not in operation 39. The medium of claim 38, further comprising instructions for transmitting the signal to the power converter. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める命令は、システムコントローラが動作状態であるかを求め、検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラが動作状態でない場合には、前記信号を前記電力変換器に伝送する命令をさらに含む、請求項３８記載の媒体。   The instruction for determining whether the component is in operation determines whether a system controller is in operation, and if the detected operation voltage exceeds the threshold voltage and the system controller is not in operation, 39. The medium of claim 38, further comprising instructions for transmitting a signal to the power converter. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める命令はさらに、
システムコントローラが動作状態であるかを求める命令と、
ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求める命令とを含み、
検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラまたは前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項３８記載の媒体。 The instruction for determining whether the component is in operation is further:
An instruction to determine whether the system controller is in an operating state;
Including an instruction to determine whether the housekeeping power supply is in operation;
39. The medium of claim 38, wherein the signal is transmitted to the power converter if the detected operating voltage exceeds the threshold voltage and the system controller or the housekeeping power supply is not in operation. 前記コンポーネントが動作状態であるかを求める命令はさらに、
システムコントローラが動作状態であるかを求める命令と、
ハウスキーピング電源が動作状態であるかを求める命令とを含み、
検出された前記動作電圧が前記閾値電圧を上回り、且つ前記システムコントローラおよび前記ハウスキーピング電源が動作状態でない場合には、前記信号が前記電力変換器に伝送される、請求項３８記載の媒体。 The instruction for determining whether the component is in operation is further:
An instruction to determine whether the system controller is in an operating state;
Including an instruction to determine whether the housekeeping power supply is in operation;
39. The medium of claim 38, wherein the signal is transmitted to the power converter if the detected operating voltage is above the threshold voltage and the system controller and the housekeeping power supply are not in operation.
JP2008537960A 2005-10-27 2006-10-26 Overvoltage control system and overvoltage control method for power system Active JP4714273B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/262,519 2005-10-27
US11/262,519 US7750501B2 (en) 2005-10-27 2005-10-27 System and method of over voltage control for a power system
PCT/US2006/041890 WO2007050815A2 (en) 2005-10-27 2006-10-26 System and method of over voltage control for a power system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009514499A true JP2009514499A (en) 2009-04-02
JP4714273B2 JP4714273B2 (en) 2011-06-29

Family

ID=37968576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008537960A Active JP4714273B2 (en) 2005-10-27 2006-10-26 Overvoltage control system and overvoltage control method for power system

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7750501B2 (en)
JP (1) JP4714273B2 (en)
DE (1) DE112006003189B4 (en)
WO (1) WO2007050815A2 (en)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2402271B (en) * 2003-05-27 2006-04-19 Research In Motion Ltd Method and apparatus for handling a charging state in a mobile electronic device
US7554276B2 (en) * 2005-09-21 2009-06-30 International Rectifier Corporation Protection circuit for permanent magnet synchronous motor in field weakening operation
US7616460B2 (en) 2005-12-22 2009-11-10 Continental Automotive Systems Us, Inc. Apparatus, system, and method for AC bus loss detection and AC bus disconnection for electric vehicles having a house keeping power supply
US8093749B1 (en) * 2008-01-29 2012-01-10 Juniper Networks, Inc. Sharing redundant power supply modules among physical systems
EP2180587B1 (en) * 2008-10-01 2020-05-06 Rockwell Automation Limited Method and Apparatus for Power Supply
US8421271B2 (en) * 2009-08-31 2013-04-16 General Electric Company Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same
US8030884B2 (en) * 2009-08-31 2011-10-04 General Electric Company Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same
US9290097B2 (en) 2010-11-05 2016-03-22 Robert Louis Steigerwald Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same
CN102486517B (en) * 2010-12-01 2015-11-25 中国电力科学研究院 The high voltage direct current transmission converter valve fault current testing method of surge voltage compound
US8732506B2 (en) * 2011-05-26 2014-05-20 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for providing power to a server platforms by using a capacitor to provide power during a second power supply transitioning on
JP5767873B2 (en) * 2011-06-28 2015-08-26 株式会社東芝 Power storage device and power storage system
US9120390B2 (en) 2012-03-08 2015-09-01 General Electric Company Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same
US9789973B2 (en) * 2012-04-05 2017-10-17 Hamilton Sundstrand Corporation Power interruption bridge circuit
US9513644B1 (en) * 2013-01-16 2016-12-06 Maxim Integrated Products, Inc. Energy efficient systems having linear regulators and methods of operating the same
TWI460454B (en) * 2013-02-27 2014-11-11 Chicony Power Tech Co Ltd Over voltage protection testing apparatus
US20140358346A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-04 Trw Automotive U.S. Llc Optimized Power Supply Architecture
US10747289B2 (en) * 2013-10-28 2020-08-18 Virtual Power Systems, Inc. Data center power manipulation
US9766673B2 (en) * 2015-02-27 2017-09-19 Intel Corporation Supercapacitor-based power supply protection for multi-node systems
WO2017023260A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Activation of a switch to increase duty cycle
US9710179B2 (en) * 2015-08-18 2017-07-18 Dell Products L.P. Systems and methods for persistent memory timing characterization
WO2017127088A1 (en) * 2016-01-21 2017-07-27 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Device having main and backup power
CN106127237B (en) * 2016-06-17 2019-11-19 东北电力大学 The optimal splitting fracture surface searching method of ac and dc systems containing VSC-HVDC based on spectral clustering
US10198353B2 (en) 2017-07-07 2019-02-05 Dell Products, Lp Device and method for implementing save operation of persistent memory
US10768847B2 (en) 2017-07-07 2020-09-08 Dell Products, L.P. Persistent memory module and method thereof
US10824363B2 (en) 2017-07-07 2020-11-03 Dell Products, L.P. System and method of characterization of a system having persistent memory
CN111509695A (en) 2019-01-31 2020-08-07 开利公司 Power module device and transport refrigeration system
CN111781449B (en) * 2020-06-30 2023-06-06 Oppo（重庆）智能科技有限公司 Equipment testing method and device and computer readable storage medium
US20240014652A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-11 Vroom Solar Inc. Control Center for Use with Photovoltaic and Other DC Power Sources
DE102022128166A1 (en) 2022-10-25 2024-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Intrinsically safe electrical machine for an electric drive unit of a motor vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0937405A (en) * 1995-07-19 1997-02-07 Hitachi Ltd Self-diagnostic apparatus for motor controller for electric vehicle
JP2000014184A (en) * 1998-05-12 2000-01-14 Mannesmann Sachs Ag Control system for permanently excited motor having at least one branch
JP2004088961A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Honda Motor Co Ltd Power supply mechanism in electrically-propelled vehicle

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08182105A (en) * 1994-12-21 1996-07-12 Toshiba Corp Controller for electric vehicle
JP3542198B2 (en) * 1995-04-28 2004-07-14 本田技研工業株式会社 Control device for electric vehicle
JP3245334B2 (en) * 1995-08-03 2002-01-15 本田技研工業株式会社 Power control device for electric vehicle
FR2747245B1 (en) * 1996-04-04 1998-05-15 Gec Alsthom T & D Sa SYSTEM FOR PROTECTING AN INSULATED THREE-PHASE DISTRIBUTION TRANSFORMER IN A LIQUID DIELECTRIC
DE19850001A1 (en) * 1998-10-30 2000-05-04 Mannesmann Vdo Ag Fault current detection in control units, involves detecting current flowing into control unit's output, generating error signal depending on current, and switching load off if error signal occurs
US6624635B1 (en) * 1999-10-23 2003-09-23 Cisco Technology, Inc. Uninterruptable power supply
AU2001241559A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-27 Liebert Corporation Modular uninterruptible power supply
DE10024042C1 (en) * 2000-05-16 2001-10-31 Atmel Germany Gmbh Programmable electronic blinker monitoring process involves storing value for total load of element in use in non-volatile store
JP3791375B2 (en) 2001-09-27 2006-06-28 株式会社明電舎 Control method and apparatus for electric vehicle
DE10221081A1 (en) * 2002-05-11 2003-11-20 Bosch Gmbh Robert Inverter for an electrical machine
JP3975126B2 (en) 2002-06-07 2007-09-12 三菱電機株式会社 Control device for rotating electrical machine for vehicle
JP2004176570A (en) * 2002-11-25 2004-06-24 Denso Corp Abnormality diagnostic device for vehicle
US7084588B2 (en) * 2004-07-30 2006-08-01 Ballard Power Systems Corporation Method, apparatus and article for motor control voltage dropout detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0937405A (en) * 1995-07-19 1997-02-07 Hitachi Ltd Self-diagnostic apparatus for motor controller for electric vehicle
JP2000014184A (en) * 1998-05-12 2000-01-14 Mannesmann Sachs Ag Control system for permanently excited motor having at least one branch
JP2004088961A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Honda Motor Co Ltd Power supply mechanism in electrically-propelled vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US7750501B2 (en) 2010-07-06
US20070097569A1 (en) 2007-05-03
DE112006003189T5 (en) 2010-09-30
JP4714273B2 (en) 2011-06-29
DE112006003189B4 (en) 2024-06-27
WO2007050815A2 (en) 2007-05-03
WO2007050815A3 (en) 2007-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4714273B2 (en) Overvoltage control system and overvoltage control method for power system
JP5433608B2 (en) Power converter
US8525371B2 (en) Discharge control apparatus arranged in power conversion system
CN109039221B (en) Active short circuit and motor controller
US9548675B2 (en) Method and device for discharging an inverter capacitor
CN109534111B (en) Elevator safety control system and method
US10601301B2 (en) Abnormality detection device and vehicle-mounted power supply device
US20150180463A1 (en) Monitoring method and device for power semiconductor switch
JP2009521901A (en) Apparatus, system and method for detecting an AC bus loss and for isolating an AC bus for an electric vehicle having a housekeeping power supply
WO2022174807A1 (en) Inverter system
CN111095762A (en) Control unit, inverter, assembly, vehicle and method for controlling an inverter
WO2020241659A1 (en) Converter device and industrial machine
US10374509B2 (en) Control circuit for power converter
US11894791B2 (en) Control device, motor driving apparatus, and motor driving system
CN113711481A (en) Driving circuit
WO2020069894A1 (en) Protection circuit
JP6788489B2 (en) Electric circuit and its control device
JP7409136B2 (en) Power converter control circuit
JP2021065039A (en) Switch drive device
EP3993249A1 (en) Advanced power supply to insure safe behavior of an inverter application
US11394332B2 (en) Motor driving apparatus and motor driving method
CN214281275U (en) Inverter system
WO2021161795A1 (en) Electric power converter control circuit
JP2023044413A (en) Device for driving switch
JP4415621B2 (en) Switching power supply circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101209

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4714273

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250